用于暗针缝制成形部件的方法和装置以及由该方法形成的部件

摘要

一种向内装部件的外表层施加缝线针脚的方法。该方法包括：用弯针在外表层的第一表面上的进入点穿透外表层；将弯针从第一表面上的退出点退出外表层，其中穿透和退出步骤使第一线穿过外表层上的进入点和退出点；用定位在退出点附近的钩钩住第一线；穿过退出点和进入点收回弯针，同时拉动第二线经第一线穿过退出点以形成针脚；将外表层推进至相对于弯针和钩的新位置；以及重复上述步骤，直至预定数量的针脚被施加到外表层上。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月22日提交的美国临时专利申请序列号62/040,979的权益，其全部内容通过援引被纳入本文。

背景技术

本发明涉及用于车辆内部的内装结构。具体地说，本发明涉及用于缝制车辆内装部件的装置和方法。更进一步，本发明的不同实施例涉及将装饰针脚置于内饰件上而不管其是否在车辆中使用。

目前，在机动车内部所见的大部分缝线针脚属于功能性的，其中，两片或更多片材料(皮革、乙烯树脂、热塑性聚烯烃、布料等)从模版裁剪下并缝合在一起(裁缝)，之后将其包裹在诸如座垫、头枕、扶手、控制台盖、仪表盘底材等部件的周围。这种功能性针脚是高度劳力密集型的，并且通常在中低档车辆上仅能在必需部位来使用。出于成本原因，诸如仪表盘固定结构和门板装饰性部件上的功能性针脚通常仅限于较高档次的车辆上。

近些年，机动车原始设备制造商(OEMs)有兴趣将“缝合”的外观用于价格档次范围更广的更多车辆。在一些场合已经使用模拟的非功能性针脚，但当前想要提供具有对比色的模拟针脚在生产上并不可行。另外，更多的原始设备制造商要求在装饰性部件上使用真正的或者“逼真的”针脚以提供真实的裁缝部件的外观和感觉。

将装饰针脚置于3D预制机动车内饰部件上的现有手段包括用针从零部件的顶侧穿透零部件(表层，表层/泡沫，或表层/泡沫/基底)并接合位于所述零部件背侧的钩或圈。这些方法需要进入所述零部件的前侧或背侧，这通常会限制零部件上的针脚布置的位置。如在真实的裁缝包裹的机动车内饰中经常看到的，针脚在顶部、尖角以及高度起伏表面上的布置是很困难的。

因此，希望提供能够在装饰性的机动车内部装饰部件上制作逼真的、非功能性针脚的方法及装置。还希望提供具有这样针脚的部件。

发明内容

本发明提供一种向内装部件的外表层施加针脚的方法。该方法包括以下步骤：a)用弯针在外表层的第一表面上的进入点穿透外表层；b)将弯针在第一表面上的退出点退出外表层，其中穿透和退出步骤使第一线穿过外表层上的进入点和退出点；c)用定位在退出点附近的钩钩住第一线；d)穿过退出点和进入点收回弯针，同时经由第一线拉动第二线穿过退出点以形成针脚；e)将外表层推进至相对于弯针和钩的新位置；以及f)重复步骤a-e，直至预定数量的针脚被施加到外表层上。

本发明还提供一种由上述方法形成的车辆内装部件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，外表层可以由乙烯基、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，外表层可以由乙烯基、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成；并且中间层被施加至外表层的第二表面，该第二表面与第一表面相对。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，中间层可以是泡沫层。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，可将基底层施加至泡沫层，且基底层可以由塑料形成。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，其它实施例可以包括由权利要求1的方法形成的内装部件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，外表层可以由乙烯基、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成；并且其中中间层可以被施加至外表层的第二表面，该第二表面与第一表面相对。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，中间层可以是泡沫层，并且其中可将基底层施加至泡沫层，其中基底层可以由塑料形成。

在另一个实施例中，提供一种向内装部件施加缝线针脚的方法，所述内装部件具有外表层、基底层和位于外表层和基底层之间的中间层。该方法包括以下步骤：a)用弯针在外表层的第一表面上的进入点穿透外表层；b)将弯针在第一表面上的退出点退出外表层，其中穿透和退出步骤使第一线穿过外表层上的进入点和退出点；c)用定位在退出点附近的钩钩住第一线；d)穿过退出点和进入点收回弯针，同时经由第一线拉动第二线穿过退出点以形成针脚；e)将外表层推进至相对于弯针和钩的新位置；以及f)重复步骤a-e，直至预定数量的针脚被施加到外表层上。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，外表层可以由乙烯基、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成；并且中间层是泡沫层，基底层由塑料形成，其中在穿透步骤中，弯针还穿过中间层。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

在又一个实施例中，提供一种向内装部件施加缝线针脚的方法，所述内装部件具有外表层和施加至其上的泡沫层。该方法包括以下步骤：a)用弯针在外表层的第一表面上的进入点穿透外表层；b)将弯针在第一表面上的退出点退出外表层，其中穿透和退出步骤使第一线穿过外表层上的进入点和退出点，并且其中泡沫层被施加至外表层的第二表面，该第二表面与第一表面相对，其中弯针行经穿过进入点和退出点时还穿过泡沫层的一部分；c)用定位在退出点附近的钩钩住第一线；d)穿过退出点和进入点收回弯针，同时经由第一线拉动第二线穿过退出点以形成针脚；e)将外表层推进至相对于弯针和钩的新位置；以及f)重复步骤a-e，直至预定数量的针脚被施加到外表层上。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，中间层可以是间隔织物。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，外表层可以由乙烯基、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内饰件可以是车辆仪表盘的一部分。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，内装部件可以是车辆的内饰件。

除了上述的一个或多个特征之外或者作为替代，外表层可以由乙烯基、皮革和热塑性聚烯烃组成的组形成；中间层可以被施加在外表层的第二表面，该第二表面与第一表面相对，并且其中中间层是泡沫层，基底层被施加至泡沫层，其中基底层由塑料形成，其中弯针穿过外表层、泡沫层和基底层，然后形成针脚。

在又一个实施例中，提供一种向内装部件的外表层施加缝线针脚的方法。该方法包括以下步骤：a)用弯针在外表层的第一表面上的进入点穿透外表层；b)将弯针在第一表面上的退出点退出外表层，其中穿透和退出步骤使第一线穿过外表层上的进入点和退出点；c)用定位在退出点附近的钩钩住第一线；d)穿过退出点和进入点收回弯针，同时经由第一线拉动第二线穿过退出点以形成针脚；e)将外表层推进至相对于弯针和钩的新位置；以及f)重复步骤a-e，直至预定数量的针脚被施加到外表层上。

附图说明

其它的特征、优点和细节仅作为例子呈现于以下实施例的描述中，并参考附图进行描述，其中：

图1是根据本发明的实施例形成的标准双针脚的横截面；

图2是根据本发明的实施例形成的模拟贴边双针脚的横截面；

图3是根据本发明的实施例形成在拐角处的双针脚的横截面；

图4是根据本发明的实施例形成在顶部尖端的双针脚的横截面；

图5是根据本发明的实施例形成在层面接缝上的双针脚的横截面；

图6是根据本发明的实施例形成的双针脚(法式接缝)的视图；

图7是根据本发明的实施例形成的双针脚(法式接缝)的横截面视图；

图8A-8B示出了至少两个由钩到弯针的取向；以及

图9-19示出了根据一个非限制性实施例的针脚循环。

虽然附图呈现了本发明的不同实施例和特征，但附图无需按照比例绘制并且可放大某些特征以便解释和说明本发明的实施例。本文阐述的示例以一种方式说明了本发明的几个方面，并且这样的示例不应被理解为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

现在参见附图，其中贯穿各附图尽可能地用相同的附图标记来标示相同部件。在图1中可以看出其示出了车辆的内装部分10。在一个实施方式中，内装部分10可以是车辆内部的任何部分。例如，部分10可以是车辆仪表盘的一部分。当然，部分10可以位于车辆内部的任何表面上。进一步地，本文公开的方法可以应用于在其它非车辆制造过程中使用的物品或部件中，因此部分10可以指任何制造产品。

所述部分、内装部分、部件、物品或者零部件10可以是单层或多层结构。在一个实施例中，内装部分、部分或部件10至少包括具有基本光滑外表面和背向该外表面的底侧的外表层12。外表层12优选由具有充分柔性和美观性的塑料材料形成。当然，可以想到，其它天然的(例如，皮革等)和模拟的覆盖物可以用于本发明的不同实施例中。在一个实施例中，内装部分是车辆内部的装饰件。

为提高内装部分的柔软度，在一个实施例中，缓冲支撑材料层14可以设置在外表层12下方的区域中。虽然诸如交联聚丙烯树脂(XLPP)或聚氨酯(PU)泡沫的泡沫材料可能是优选的，但可以想到该缓冲支撑材料可以为任何数量的不同结构。由尺寸稳定的塑料或者其它合适的材料构成的基底片16也可以设置在缓冲支撑材料的下方。

根据一个实施例，缓冲支撑材料和基底片可用于相互配合地为外表层12提供支撑结构。

可以想到，可将形成缓冲支撑材料的PU泡沫吹送到外表层和基底片之间，以形成多层复合结构。还可以想到，可将缓冲材料在初始的包覆操作中附接到外表层上以形成初始层状复合结构，然后该层状复合结构可以被施加到可用的任何基底片上。还可以想到，缓冲材料可以在初始包覆操作中附接到外侧基底层上，以便形成初始层状复合结构，然后可以用外表层包裹该层状复合结构。

进一步地，内饰件或装饰元件10可以是单层(只有外表层12)、双层(外表层12/泡沫层14)或三层(外表层12/泡沫层14/基底层16)中的任一种。在又一个替代实施例中，位于外表层12和基底层16之间的中间泡沫层14可以是代替泡沫层的间隔织物14’。在又一个替代实施例中，间隔织物14’或者是在外表层12和泡沫层14之间与泡沫层14组合使用、或者是在基底层16和泡沫层14之间与泡沫层组合使用、或者是在外表层12和泡沫层14之间以及基底层16和泡沫层14之间均与泡沫层14组合使用。参见例如图7中的虚线。因此，可以想到，本发明公开的方法及相关装置能够与前述内饰件10结构中的任一种一起使用。

如上所述，希望在装饰性机动车内饰部件上提供逼真的、非功能性针脚18，而不使用昂贵的裁缝技术。根据本发明的一个实施例，提供一种施加双针脚18的方法，其中针脚是相邻定位的(例如，彼此相对且平行)。

本发明的各实施例涉及将装饰性缝线针脚施加到交通运输业或车辆以及车辆零部件制造中使用的未成形和预成形的材料结构上的替代方法。本文公开的方法可以用于扁平材料(裁缝)和具有一定刚性的零部件，但用在后者时可提供更大的优势，以使零部件在未对材料造成损伤的情况下不会轻易使零部件变平。针脚仅从零部件的一侧(装饰侧)施加到部件上，以使不需要进入零部件的背侧。针脚利用弯针20在进入点穿入零部件的装饰侧，然后自同一装饰侧在退出点穿出从而形成针脚，该退出点与相应的进入点的位置相对，但位于零部件的同一装饰侧。转动或可转动的线轴组件30的钩22在这一点处与面线24或面线24的环圈接合，此时弯针20刚刚开始经该相同的穿出点或退出点向后收回。在弯针收回期间并从钩22处释放面线时，面线24或面线24的环圈与底线42接合或者被底线42包裹，并且拉动来自线轴组件30的底线42穿过弯针的退出点以形成缝线针脚。

如下面进一步讨论，面线24与底线的接合导致线结44的形成，该线结44位于进入点和退出点之间且处于外表层12表面下方。

一旦弯针20完全收回穿出进入点，零部件10接着被推进/移动以重复该过程。换句话说，零部件10接着略微移动，弯针20在邻近最后进入点的另一个进入点处穿入零部件10的装饰侧，然后从同一装饰侧在邻近最后退出点且与位于零部件同一装饰侧的相应进入点相对的另一个退出点穿出。再次，钩22接合面线，此时弯针20刚刚开始经相同的穿出点或退出点向后收回。在弯针收回期间，面线24接合并拉动底线42穿过弯针的退出点以形成针脚。一旦弯针20从进入点完全收回，零部件10接着被机械装置26推进或移动以重复该过程。(或者，零部件10由在上述过程被重复(例如，施加下一个针脚)之前执行缝制过程的人员手动进行移动)。

重复这些步骤，在零部件或物品10上提供双针脚(例如，两组彼此平行的针脚，一组沿着弯针进入点延伸，一组沿着弯针退出点延伸)。

在替代实施例中，零部件10是静止的，并且相对零部件10经由例如机械装置或可操作地联接至弯针20和钩22的机器人28移动弯针20和钩22。

根据材料结构，弯针20可以穿透装饰外表层12、泡沫层14(如需要)以及基底层16(如需要)，或仅穿透装饰外表层12和泡沫层14(如需要)，或在仅使用装饰外表层的应用中，弯针可以仅穿透外表层12，并且根据外表层12的厚度，弯针20只要从装饰侧进入并从同一装饰侧的不同位置退出即可，并不需要完全通过这一层。在仅有单个外表层12的实施例中，线结44可以位于外表层12中。在部件仅具有装饰外表层12和泡沫层14的实施例中，线结44可以位于泡沫层14中。在部件具有装饰外表层12、泡沫层14和基底层16的实施例中，线结44可以位于基底层16或者替代地位于泡沫层14中。当然，根据本发明的各实施例，线结44可以位于任何层中或任何层之下，只要它位于被弯针20穿透的外部显示面或外表层12的第一表面的下方即可。

虽然随着零部件尺寸的增加，由于操纵方面的考虑，机器人缝制的使用会变得更为合理，但是可以手动地或自动地缝制内装部分或产品10。

图8A和8B示出了钩22相对于弯针20的两种可能取向。在图8A中，竖直钩22平行于弯针20的缝制方向。在图8B中，竖直钩22垂直于弯针20的缝制方向。尽管只示出了两种取向，但可以理解众多取向均可以落在本发明的各实施例的范围内。如图8A和8B所示，钩22位于围绕轴34沿箭头32的方向转动的线轴组件或线轴壳30上。当钩22转动时，面线24或面线24的圈被弯针20的嵌接槽36附近的钩22钩住。

现在参见图9-19，示出了根据本发明的一个非限制性实施例的一个或多个针脚循环的各个步骤。在图9中，当弯针20开始沿箭头38的方向从弯针20的下止点(BDC)收回时，钩22接合面线24。然后如图10所示，当弯针20继续沿箭头38的方向收回并且线轴组件30的线轴40和钩22沿箭头32的方向转动时，钩22绕线轴组件30的线轴40拉动面线24。

图11示出了随着弯针20继续沿着箭头38的方向收回时，钩22拉动面线24。图12示出了随着线轴组件30沿着箭头32的方向转动时，钩22开始释放面线24。

在图13中，当零部件10相对于弯针20朝前推进时，已释放的面线24拉动底线42紧紧抵靠在零部件10上以形成新的针脚18。在图14中，针脚18已完成并且零部件10位于新位置以便开始新的针脚18。如图14所示，线结44位于泡沫层14中或位于外表层12的下方。因此，每次钩22围绕线轴壳或线轴组件30携带面线24时就会形成线结44。一旦钩22释放面线24，就会从线轴壳或线轴组件30的中心(从容纳在梭壳30内的筒管)拉出一定长度的底线。随后在零部件10相对于弯针20和钩22平移时，钩22拾取下一面线24并再次将其卷绕在线轴壳和线轴底线42上。因为弯针面线24和底线轴线24、42是连续的，所以该循环自身重复自身。

图15示出了位于新位置的零部件10，其已准备好开始下一个针脚。在图16中，开始下一个针脚循环，弯针20开始沿箭头46的方向运动，并且零部件10被弯针20再次穿透。图17示出了弯针20再次从零部件10中退出，并且在图18中钩22接合弯针20以拾取面线24。图19示出了当弯针20沿箭头38的方向收回时，钩22围绕线轴40拉动面线24，并且针脚循环继续直到将所需数量的针脚18施加到零部件10上。

本方法的一些显著优势在于：允许缝合半成品或成品柔性包覆基底外表层12或外表层12和泡沫层14，而无需穿透刚性基底材料16本身，从而在针脚线处不损失部件的完整性；允许缝制发泡之后的现场发泡产品；允许使用产生双线(法式接缝)缝制图案和/或其它装饰性图案的单个弯针20(参见附图)；允许改进用于自动化(机器人)缝制的零部件的紧固，因为不需要进入零部件的背侧；允许线结现在被限制在更厚的横截面内从而减少其在零部件顶侧出现的机会(例如产生“蛇眼”效果，参见至少如图14中示出的泡沫层中的线结44的位置)；允许进入现在可以用针脚缝制的应用区域(之前无法进入的)，例如顶部尖端簇、沿着零部件边缘的尖锐半径，以及其它极窄的通道；以及允许有机会产生替代的装饰风格，例如贴边珠(至少参见附图1-7)，而无需额外的材料或劳动。

如本文所用，术语“第一”，“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而只是用来区分一个元件和另一个元件，并且术语“一”不表示对数量的限定，而是表示存在至少一个引用项。此外，应当注意本文所用的术语“底部”和“顶部”，除非另有说明，仅为了方便描述，并不用于对任何一个位置或空间取向的限定。

结合数量使用的修饰语“约”把规定值包括在内并具有上下文所规定的含义(例如包括与特定数量的测量相关联的误差程度)。

虽然已经参照实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变，并且将等同物来代替其中的元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以做出许多修改，以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不打算局限于作为实现本发明的最佳方式而被公开的特定实施例，而是本发明将涵盖落入本申请范围内的所有实施例。