CN1290220A - 具有一体模压成形的紧固装置的吸音垫 - Google Patents
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Abstract
一种用于汽车的缓冲垫(10),其中汽车包括被一防火板隔开的车厢和发动机室。这种缓冲垫(10)包括一设置有多个开口(44)的吸音层(14)和设置有一体模压成形的紧固件的隔音层(12),这些紧固件被装配在吸音层的开口(44)内,以将吸音层和隔音层固定在一起。紧固件(22)设置有至少一个凸缘部分,凸缘部分位于隔音层之上,以将吸音层的一部分卡在凸缘与隔音层之间。
Description
本发明要求申请日为1998年02月11日的美国临时申请60／074，324的优先权。
本发明涉及一种缓冲垫。本发明的一个方面涉及一种设置有一体制成的紧固装置的缓冲垫，其中紧固装置用于将一第二层固定于缓冲垫上。本发明的另一方面涉及一种吸音的汽车缓冲垫，这种缓冲垫设置有一体的固定装置，用于将吸音层固定到隔音层上，从而形成缓冲垫。本发明又一方面涉及一种制造缓冲垫的方法。
在大部分现代汽车中，通常用一钢制的防火板将发动机室与驾驶室隔开。为减少声音从发动机室通过防火板传播到驾驶室内，通常将一缓冲垫设置于防火板之上，以防止机械震动和声音振动从发动机罩传播到驾驶室内。这种缓冲垫通常包括一抵靠在防火板上的吸音层和一个抵靠在吸音层上的隔音层。
吸音层一般由开口泡沫塑料制成，以降低机械振动。隔音层一般由较致密的材料制成，例如弹性材料，以阻挡声音振动的传播。隔音层的外表面通常与汽车地毯的下表面相接触，并超出地毯延伸到仪表盘后的防火板的上部。
一般情况下，通过涂敷热熔性胶或喷射粘接剂而将吸音层连接到隔音层上。能够将泡沫材料连接到弹性材料上的粘接剂一般要消耗臭氧，而且必须极其小心地操作。由于环境问题和新的工业标准，许多这种类型的粘接剂已不再生产。一种公知的热卷边紧固法(HEATSTAKING)已被用于替代消耗臭氧的粘接剂。但在热卷边紧固之前，必须将这些层正确对准并临时固定在一起。这种方法对于将吸音层连接到隔音层上比较有利，而且不会遇到粘接剂和临时紧固部件所存在的问题。
与现有技术相比，本发明简化了将汽车上的吸音层装配到隔音层上的方法。本发明的一个方面涉及一种缓冲垫，这种缓冲垫包括一吸音层和一隔音层，吸音层与隔音层通过至少一个紧固件连接在一起。吸音层包括至少一个开口，而且适合于抵靠在汽车驾驶室的防火板上。隔音层抵靠吸音层，而且至少一个紧固件一体形成于隔音层上。紧固件至少部分穿过至少一个吸音层的开口延伸，而且包括一侧向突出的固定凸缘，所述凸缘至少部分越过吸音层的一部分延伸，从而使吸音层的一部分卡在固定凸缘与隔音层之间，以将隔音层固定到吸音层上。
这种缓冲垫包括至少两个沿相反方向延伸的固定凸缘，以卡住吸音层的不同部分，从而将吸音层固定到隔音层上。或者，可将至少两个固定凸缘设置于同一个吸音层开口内，也可以将其分别设置于两个不同的开口内。
所述紧固件最好包括一靠近吸音层的近端并终止于远端。近端的横截面大于远端的横截面。所述紧固件的横截面面积可从近端向远端连续减小。紧固件最好为弧形或直线形。此外，横截面最好为圆形。一突起可从隔音层上伸出，并距隔音层上相应的紧固件接合处间隔一定距离，从而更加牢固地固定吸音层的一部分。
根据本发明的另一方面，缓冲垫包括一吸音层和一隔音层，吸音层与隔音层通过至少一个紧固件连接在一起。吸音层包括至少一个开口，而且适合于抵靠在汽车驾驶室的防火板上。隔音层抵靠在吸音层上。所述至少一个紧固件一体形成于隔音层上，并至少部分穿过至少一个吸音层的开口延伸。这种紧固件设置有一侧向突出的固定凸缘，该凸缘的多个部分沿不同的方向定向。所述的多个部分至少部分超出吸音层的一部分伸出，从而将部分吸音层卡在固定凸缘部分与隔音层之间。
本发明的又一方面涉及一种制造缓冲垫的方法，其中的缓冲垫包括一大体为平面状并设置有至少一个开口的吸音层和一个大体为平面状的隔音层，所述隔音层通过至少一个伸入到至少一个开口内的紧固件与吸音层相连接。该方法包括：使紧固件与隔音层一体模压成形，以使紧固件包括一个侧向突出的固定凸缘，该固定凸缘至少部分远离并超出隔音层的一部分伸出，从而当紧固件插入吸音层上的开口内时，使吸音层的一部分卡在固定凸缘与隔音层之间。
一体模压紧固件的步骤可包括：通过使上部模具型芯和下部模具型芯对置，接着，将塑料树脂注入模具空腔内，从而形成一具有隔音层形状的模具空腔和至少一个紧固件。将隔音层及一体的紧固件从模具空腔中取出的步骤最好通过分离上部和下部模具型芯，同时靠近紧固件与隔音层的接合处对隔音层施加压力来实现。用于隔音层的空腔最好形成于下部模具型芯内和上部模具型芯的下表面内，而用于紧固件的空腔最好形成于上部模具的型芯内。
施加压力的步骤最好包括：在上部模具型芯内设置一推针，当模具型芯分开时，该推针远离上部模具型芯延伸，从而在隔音层上施加一个压力；将推针定位于一个距接合处足够远的距离处，从而当紧固件从模具型芯上取下时，防止紧固件夹在上部模具型芯与推针之间。推针最好按以下方式定位：使推针的外表面与模具型芯空腔和上部模具型芯下表面的接合处之间的最小距离在取出隔音层及一体的紧固件的过程中总是大于紧固件穿过最小距离之部分的厚度。
可通过挤压至少一个穿过吸音层开口的紧固件直到固定凸缘位于至少部分吸音层之上而将缓冲垫装配在一起。
现参照附图对本发明作出说明，其中附图：
图1为汽车及根据本发明的缓冲垫组件的局部视图；
图2为图1所示汽车缓冲垫的俯视图；
图3为沿图2之剖面线3-3的剖视图，该图示出了吸音层与隔音层固定在一起时的情形；
图4为图1-3所示缓冲垫的一部分和用于制成缓冲垫的部分模具组件的剖视图；
图5为根据本发明第二实施例的缓冲垫及一体的紧固件的俯视图；
图6为沿图5之剖面线6-6的剖视图；
图7为根据本发明第三实施例的缓冲垫和一体的紧固件的俯视图；
图8为沿图7之剖面线8-8的剖视图；
图9为根据本发明第四实施例的缓冲垫和一体的紧固件的俯视图；
图10为沿图9之剖面线10-10的剖视图。
参照图1，图中部分示出了定位于部分车体内的缓冲垫。如图2和3所示，缓冲垫组件10包括一外部隔音垫或隔音层12和一内部吸音垫或吸音层14。外部隔音层12最好由比较坚硬的塑料或弹性材料制成，而内部吸音层14最好由柔性的开口泡沫塑料制成。吸音层14的内表面18一般抵靠汽车防火板8而定位，而其外表面16则在与隔音层12之内表面19相对的位置上定位。隔音层12的外表面20面对汽车地毯(未示出)的底面，而且一般经过仪表盘后的地毯延伸。
多个紧固件22将隔音层12连接到吸音层14上。每个紧固件22最好各包括一沿周边延伸的壁24和一沿周边延伸的凸缘部分28，壁24设置有一环形的底部26，该环形的底部最好与隔音层12一体制成。环形底部22的横截面较厚，以在隔音层12与紧固件的相交处提供刚度，而凸缘部分28的横截面较薄，从而为壁24提供柔性。壁24的内表面30和隔音层12的内表面19形成一内部空间32。
如图3所示，紧固件的横截面示出了紧固件的横截面面积或厚度变小的情况，从位于其近端或底部的最大横截面到位于其远端或顶端的较小截面紧固件横截面的面积逐渐变小。紧固件的截面大体为弧形，从而形成超出隔音层之外凸出的凸缘部分。
吸音层14包括一开口44，该开口被设计成具有如下尺寸：当吸音层14和隔音层12相互装配在一起时，使其能够合适地容纳紧固件22。开口44的形状可被加工成与紧固件22的外边缘之形状相一致。开口44最好按照以下方式加工成形：当将部件装配在一起，以将吸音层的至少一部分固定在凸缘28与隔音层12之间时，其能够合适地容纳刚性底部26和壁24及凸缘28并使刚性底部26和壁24及凸缘28至少抵靠该开口44。
通过使开口44与紧固件22对准并将吸音层与隔音层推靠在一起，以使紧固件22穿过开口44而将吸音层14安装到隔音层12上。尽管吸音层14的开口直径小于凸缘部分28的有效直径，但缓冲垫还是具有足够的柔性，以允许开口44膨胀到凸缘部分28之外。由于凸缘部分28具有足够的柔性，从而能够在组装过程中变形并有效减小紧固件22的直径，因此柔性凸缘部分28和壁24还有助于插入。凸缘部分28的曲线形状及柔性还有利于开口44的膨胀，并可防止吸音层14在安装到隔音层12上的过程中撕裂吸音层14。一旦紧固件22被插入足够的距离，那么凸缘28就会由于其所固有的弹性从其变形位置弹回，并可抵靠在开口44的表面上，以实现隔音层12与吸音层14的连接。
如图4所示，一模具组件包括安装于常规注塑装置(未示出)上的上部型芯和下部型芯34和36，从而使其能够相向移动，以形成一个用于模压隔音垫和紧固件的空腔；型芯34和36还可在模压成形后相背移动，以挤出一体模压成形的隔音垫和紧固件。因此，与型芯由多个部件组成和移动的情况相比，这种结构极大地降低了模压成形的成本和制造成本。上部型芯34包括一孔40，孔40与紧固件22的内部空间对准。安装一推针38，用于在孔40内滑动。模压成形后，推针38沿远离型芯36的方向即箭头42所示的方向移动。同时，推针38被固定在内部腔室32内的缓冲垫之内表面19上。当上部型芯继续其远离下部型芯36的移动时，紧固件22的壁24朝向推针38弯曲，直到上部型芯离开紧固件。接着，可释放推针38，以使缓冲垫与下部型芯36分离。
总之，紧固件22的厚度从底部厚度B-B向远端逐渐变小，从而尽管其厚度可能沿长度变化，但这种设置还是有利于将紧固件22从对开模具34上取下。紧固件22在箭头A-A之间的位置上的厚度大体等于或小于紧固件22在底部的厚度B-B，这一点很重要。在某些情况下，还需要在A-A处增加紧固件的厚度。厚度A-A表示当紧固件22从模具上取下时，紧固件22在开口44与推针38之间的最大有效厚度。
由于优选材料的固有弹性，因此也可以使间隙B-B略小于最大有效厚度A-A。但是，间隙B-B相对最大有效厚度A-A越窄，那么无损坏地将隔音垫从模具上取下的困难也就越大。
图5和6示出了本发明缓冲垫的第二实施例。第二实施例与第一实施例相似，而且相同的部件用相同的数字和后缀’来表示。
第二实施例的缓冲垫组件10’包括一隔音层12’，该隔音层通过一紧固件22’与吸音层14’相连接。紧固件22’与隔音层12一体制成并包括至少两个不同的凸缘，并且这两个凸缘最好相对。
每个凸缘28’都包括一过渡为一个壁或凸出部分26’的底部或部分24’。下部24’大体厚于凸缘28’，该凸缘28’从底部24’开始厚度逐渐变小。
图7和8示出了本发明第三实施例。该第三实施例与第一及第二实施例相似，而且相似的部件将由相同的数字和后缀”表示。
第三实施例10”包括一隔音层12”和一吸音层14”，该吸音层上设置有多个开口44”，紧固件22”穿过这些开口伸出，以将隔音层12”连接到吸音层14”上。
每个紧固件22都与隔音层12”一体制成，而且包括一从隔音层12”向上延伸并转化为一个锥形凸缘28”的底部24”，该锥形凸缘28”位于吸音层14”的一部分之上，从而将吸音层14”的一部分卡紧在紧固件22”与隔音层12”之间。紧固件22”仅包括一个穿过开口44”和吸音层14”的凸缘28”。该凸缘28”包括一厚的底部或下部24”和一锥形的上部26”。最好使用多个紧固件22”将隔音层12”连接到吸音层14”上，而且某些紧固件22”最好沿不同的方向定位，而且最好沿相对的方向定位，以有利于将吸音层14”连接到隔音层12”上。
图9和10示出了本发明缓冲垫的第四实施例。第四实施例的缓冲垫与前面的实施例相似，而且相似的部件由相同的数字和后缀表示。
根据第四实施例的缓冲垫10包括一隔音层12和一吸音层14，该吸音层上设置有多个开口44，紧固件22穿过这些开口延伸，从而将隔音层12和吸音层14连接在一起。
最好在隔音层12上设置卡圈50，卡圈50设置于紧固件22之下，以利于将吸音层14固定在紧固件22之下。
每个紧固件22都包括一对相对的指状构件52，指状构件52相对隔音层12的表面以锐角定向。相对的指状构件52中的每一个都最好具有圆形的截面，其截面的直径随指状构件52沿远离隔音层12的方向的延伸而逐渐减小。逐渐减小的截面提高了从上部模具上取出紧固件22的容易程度，而且不会撕裂或损坏指状构件52。
在图中，卡圈52的中心线恰好位于指状构件52的最外部点之下。但在本发明中，卡圈50的位置并非仅限于所设计的功能。只要能够充分将吸音层14的至少一部分卡在指状构件52与卡圈50之间，那么卡圈50就可被设置于隔音层12上的任意位置上。
卡圈50最好设置有图9和10所示的尖端，从而更好地卡住和固定吸音层14的一部分。但在本发明的范围内，卡圈50也可包括一未被削尖的端部。从隔音层12伸出的所有尺寸合适的凸起都足以实现这种卡紧作用。卡圈50可被用于前面所有的实施例中。此外，图9和10所示的实施例也可不使用卡圈50。
与现有技术相比，本发明的这种一体制成的紧固件之优点在于：泡沫材料弯曲时，其能够相对较坚硬的弹性材料滑动，从而避免泡沫材料的撕裂，并使泡沫材料能够在剪切面与弹性材料分离。这样，就提供了一种简单、有效且低成本的紧固件，以用于将吸音层连接到隔音层上。
尽管已结合将一吸音层连接到隔音层上的方法及装置与汽车防火板一起使用的实施例对本发明作出了说明，但应该理解本发明未必仅限于此，本发明可被用于将两种层状材料连接到一起，而且其中一层材料为柔性材料的场合。另外，尽管已对单个一体制成的模压紧固件作出了说明，但应该理解：可沿缓冲垫在不同的位置上设置多个一体模制而成的紧固件，以可靠固定吸音层。这些紧固件可包括一个或多个通过同一开口延伸的凸缘。对于包括一个凸缘且没有相对部分的凸缘而言，紧固件最好被设置于吸音层上，并使其分别沿不同的方向定位。对于紧固件包括多个凸缘的情况而言，这些凸缘最好在不同的方向上定位。
在本发明的范围内，可以对其作出合理的变化和修改。例如，可调整紧固件的整个高度，以适应不同的吸音层高度。
Claims (24)
1．一种用于汽车上的缓冲垫，所述汽车包括被一防火板隔开的一驾驶室和一发动机室，所述缓冲垫包括一吸音层和一隔音层，吸音层和隔音层通过至少一个紧固件连接在一起，所述隔音层紧靠吸音层，其改进之处包括：
所述至少一个紧固件一体形成于所述的隔音层上，并至少部分穿过所述至少一个吸音层的开口延伸；而且还包括一侧向凸出的固定凸缘，所述固定凸缘至少部分越过吸音层的一部分延伸，从而将吸音层的一部分卡在固定凸缘和隔音层之间。
2．根据权利要求1的缓冲垫，其特征在于：设置至少两个大体沿相对方向定位的固定凸缘。
3．根据权利要求2的缓冲垫，其特征在于：设置至少两个定位于同一吸音层开口内的固定凸缘。
4．根据权利要求2的缓冲垫，其特征在于：设置至少两个固定凸缘和至少两个吸音层开口，而且至少两个固定凸缘分别设置于至少两个吸音层开口中的一个开口内。
5．根据权利要求1的缓冲垫，其特征在于：至少一个紧固件具有一靠近吸音层的近端并终止于一远端，至少一个紧固件在所述近端的横截面大于所述远端的横截面。
6．根据权利要求5的缓冲垫，其特征在于：所述的横截面从所述近端向所述远端连续减小。
7．根据权利要求6的缓冲垫，其特征在于：所述至少一个紧固件为大体上的弧形。
8．根据权利要求6的缓冲垫，其特征在于：所述至少一个紧固件为大体的直线形状。
9．根据权利要求5的缓冲垫，其特征在于：所述横截面大体为圆形。
10．根据权利要求1的缓冲垫，其特征在于：至少一个所述的开口是由吸音层上的狭缝形成的。
11．根据权利要求1的缓冲垫，其特征在于：还包括一对应于紧固件之一的凸起，该凸起在距相应的紧固件与隔音层的连接位置一定距离处从所述隔音层向上延伸，从而更可靠地卡住吸音层部分。
12．根据权利要求1的缓冲垫，其特征在于：所述隔音层由弹性材料制成。
13．根据权利要求1的缓冲垫，其特征在于：所述吸音层由开口泡沫制成。
14．一种用于汽车上的缓冲垫，所述汽车包括被一防火板隔开的一驾驶室和一发动机室，所述缓冲垫包括一吸音层和一隔音层，吸音层和隔音层通过至少一个紧固件连接在一起，所述吸音层包括至少一个开口并紧靠隔音层，所述隔音层紧靠吸音层，其改进之处包括：
所述至少一个紧固件一体形成于所述的隔音层上并至少部分穿过至少一个吸音层的开口延伸，而且其还包括一侧向凸出的固定凸缘，所述固定凸缘包括多个沿不同方向定位的部分，而且所述凸缘至少部分越过吸音层的一部分延伸，从而将吸音层的所述部分卡在固定凸缘和隔音层之间。
15．根据权利要求14的缓冲垫，其特征在于：所述至少一个紧固件包括一靠近隔音层的近端，每个凸缘部分都终止于一远端，所述凸缘在近端的横截面大于在远端的横截面。
16．根据权利要求15的缓冲垫，其特征在于：所述至少一个紧固件部分大体为弧形。
17．根据权利要求15的缓冲垫，其特征在于：所述横向截面大体为圆形。
18．根据权利要求15的缓冲垫，其特征在于：所述横向截面从所述近端向所述远端连续减小。
19．一种制造用于汽车上的缓冲垫的方法，其中所述汽车包括通过一防火板隔开的驾驶室和发动机室，所述缓冲垫包括一大体为平面状的吸音层和一大体为平面状的隔音层，所述吸音层包括至少一个开口并通过至少一个伸入所述至少一个开口内的至少一个紧固件与所述隔音层连接在一起，该方法包括：
使紧固件与隔音层一体模压成形，从而使所述紧固件具有一侧向凸出的固定凸缘，所述凸缘至少部分远离隔音层的一部分并越过隔音层的该部分延伸，从而当所述紧固件插入所述吸音层的开口内时，将吸音层卡在固定凸缘与隔音层之间。
20．根据权利要求19的方法，其特征在于：所述一体模压成形的步骤包括通过使上部模具和下部模具的型芯对置并向模具空腔内注入热塑性树脂而制成一隔音层形状的模具空腔和所述至少一个紧固件。
21．根据权利要求20的方法，其特征在于：还包括通过分离上部和下部模具型芯同时在隔音层上靠近紧固件和隔音层的接合处施加一压力而将隔音层及一体的紧固件从模具空腔内取出的步骤。
22．根据权利要求21的方法，其特征在于：所述用于隔音层的空腔形成于下部模具型芯内和上部模具型芯的下表面上，所述用于紧固件的空腔形成于上部模具型芯内。
23．根据权利要求22的方法，其特征在于：所述施加压力的步骤包括：在上部模具型芯上设置一推针，当型芯相互分开以在隔音层上施加一压力时，所述推针远离上部模具型芯延伸；接着距所述接合位置一足够距离处设置推针，从而当紧固件从上部模具型芯上被取出时，防止紧固件夹在上部模具型芯与所述推针之间。
24．根据权利要求20的方法，还包括：穿过所述吸音层的开口挤压至少一个紧固件直到固定凸缘位于至少吸音层的一部分之上的步骤。
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