具有降低咯吱声趋势的模制组件及其制造方法

专利名称：具有降低咯吱声趋势的模制组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有降低咯吱声或发出其它令人讨厌的噪音的趋势的模 制组件及其制造方法。
背景技术：
人们通常期望降低车辆内部的噪音级别。当车辆车身因车辆速度变化而 扭转或振动时或当行驶于不平坦的路上时，噪音会明显增大。讨厌的噪音和
当两种相同材料相互接触时，静摩擦系数与动摩擦系数的比例会相对较 高。当该比例相对较高时，两个表面之间会发生如产生咯咬声的间歇粘性滑 动那样的运动。
车辆设计者通常寻求对部件和子组件使用尽可能多的相似材料以简化内 部整合和部件配合。另外，关于车辆及其它产品寿命到期后回收的规定也促 使使用更少而种类更加相同的材料。
目前，设计者在部件边缘或接触位置增加植绒带、毡带、泡沫带或硅化 物以试图将咯吱声和咯咯声减至最小。这些材料常常典型地通过手工或利用 引导工具在二次加工中被应用。这些二次加工的类型常常缺乏可重复性和对 隔离材料定位的控制，特别是当通过手工应用时。
使用粘合剂和条带的另 一 明显问题在于这些材料会随着时间蠕变。蠕变 导致应用在部件背面的条带緩慢地在部件边缘周围移动，并暴露在客户眼中。 当车辆经历可软化粘合剂的高温时或车辆受到长期或剧烈振动时，蠕变加速。
需要一种减少咯吱声和咯咯声的模制组件及其制造方法。这种组件应当 经济、制造简单、不易受恶劣环境条件影响、并且允许在装配部件中使用相 似或相同材料。

发明内容
本发明涉及一种具有减少的咯吱声和咯咯声的模制组件。该模制组件包括具有第 一表面的车辆第 一部件。该组件还包括具有第二表面的车辆第二部 件。该第二部件装配至第一部件。隔离件放置在第一部件和第二部件之间并 固定至第 一表面。该隔离件包含浸渍脂肪酰胺的可注塑成型自润滑弹性体。 隔离件和第二表面之间接触面的静摩擦系数与动摩擦系数的比例小于1.4 。
在另一实施例中，模制组件由第一部件和第二部件组成。第一部件具有
B级表面而第二部件具有容纳区域。第一部件包括与B级表面结合并从B级 表面向容纳区域延伸的直立肋。该肋由浸渍脂肪酰胺的注塑成型热塑性硅化 橡胶成型。装配后，肋与容纳区域之间接触面的静摩擦系数与动摩擦系数的 比例小于1.4。
在另 一 实施例中，通过在设有第 一 空腔的第 一模具中注塑成型第 一部件 的方法制造模制组件。该第一部件具有第一啮合元件。第一模具内部的隔离 物移动以设定第二空腔。第二空腔比第一空腔小并与第一空腔流体连通。浸 渍脂肪酰胺的自润滑弹性体注入第二空腔内，并且弹性体与第一部件相结合。 提供有设定了第二啮合元件的第二部件。装配第一部件和第二部件，使第一 和第二啮合元件处于接触关系。


图1为具有多个可根据本发明不同实施例制作的组件示例的车辆立体图。
图2为根据本发明实施例制作的装配部件的一个例子的分解立体图。 图3为沿附图2中的线3-3截取的截面图。
具体实施例方式
对本发明的組成、实施例和方法进行详细叙述。应当了解，公开实施例 仅为本发明的示例，其可以多种可选形式实现。下文详细描述中公开的具体 细节并非意味着限制，而仅是为了教导本领域技术人员如何实践本发明的典
型原理。
除非特别指出，否则本描述中所有指示材料量或状态的数量应理解为以 "大约"进行修饰以描述本发明的最大范围。
参考附图1,图1示出了具有外部4和设有乘客舱6的内部的车辆2。车 辆2在外部上具有装配部件(例如车牌固定件8和车轮罩衬垫10)，这些部件可能会发出咯吱声和咯咯声。内部乘客舱6具有包含包括有中央装饰面板14
的仪表板12(此为易产生咯咬声和咯咯声的组件的非限定示例)的装配部件。
易于产生咯吱声和咯咯声的接触面的进 一 步示例可包括控制台基区的控制台
盖16，内部零部件区域的控制台18,塑料闭锁组件20，座椅侧面遮罩、控 制台或座椅部件上的座椅安全带扣22,或车门装饰界面的车门装饰斜角24。 这些组件8、 10、 14、 16、 18、 20、 22和24以及4艮多其它类型的组件可包括 两个或更多子组件或必须匹配的单个零件。
在这些相匹配的组件8、 10、 14、 16、 18、 20、 22和24中使用的任何材 料可以由静摩擦系数和动摩擦系数来表征。静摩擦表明在静止物体被移动之 前需要使用的力的大小。动摩擦表明已经开始移动时阻力的大小。动摩擦的 熟悉的例子为滑动摩擦和拖拉。在分子层面，静摩擦和动摩擦均源于两个表 面的分子之间的电磁相互作用，类似于粘性。不管是静摩擦还是动摩擦，摩 擦系数描述了两个部件之间摩擦力与将它们压在一起的力的比例。该系数必 须由测量得到而不能经计算得出。测量方法根据相关的材料而有所不同。关 于塑料，使用滑粘效应或干涉和运动精确受控的材料接触对来测量这些系数 比例。
静摩擦系数与动摩擦系数的比例可指示互相接触的材料之间何时发生滑 粘移动。当该比例超过1.35-1.40时，车辆2的乘客抢6内部的观测者会像测 量那样听到咯吱声。带有相对坚硬的材料的组件经常具有超过1.40的比例。 坚硬材料的一个例子为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。在73F下分别使用 ASTM D638和D790测量时，ABS的一个级别具有超过320ksi的拉伸模量和 超过320ksi的弯曲才莫量。
参考附图2,以分解图说明了内部中央面板组件30的实施例。组件30 包括后部32和前部34。后部32具有至少一个B级表面36。 B级表面在车辆 正常运转时不需要为乘客可见。因此，B级表面可具有审美瑕疯(例如高面孔 率的区域、着色不均匀的区域、和/或缩痕)。隔离件38成型至后部的B级表 面。在本实施例中，隔离件为直立肋。隔离件38意图将可能具有几乎相同成 分和Z或具有足够高以导致咯吱声的静摩擦系数和动摩擦系数比例的表面物 理分开。隔离件38可由浸渍脂肪酰胺的自润滑弹性体通过双次注料注塑成 型，其在第一次注入塑料形成后部32后注料。应了解，隔离件38也可通过 在连续成型操作中对部件镶嵌注塑成型，所述连续成型操作可被额外的操作(例如模内涂漆和/或自动插入紧固件)所打断。后部32可选择性地具有至少一 个紧固件插座46.
应了解，在不脱离本发明的精神的情况下，隔离件38可成型为如图所示 的连续肋，或成型为一系列不连续的肋，和/或成型为独立的点而不脱离本发
明的实质。
前部34具有A级表面40和B级表面42。中央装饰面^反的A级表面40 在仪表板12的中央面向乘客抢。B级表面42包括对着B级表面开放并适合 与隔离件38相匹配的容纳沟50。应了解，容纳沟50可连续、不连续或为点 状沟，这可由隔离件38的设计决定。
B级表面42也可含有至少一个紧固件48以将前部34固定至后部32。 如果存在紧固件48,则紧固件48应当与紧固件插座46相配合。紧固件48 的非限制示例可包括螺钉、卡扣固定臂、弹簧夹、热熔操作或其它本领域已 知的紧固件。
参考附图3，图3是具有前部34和后部32的组件30沿附图2中的线3-3 截取的截面图。直立肋38与后部32的B级表面结合。直立肋38与前部34 的B级表面42上的容纳槽50协作。容纳槽50 4妻收直立肋38,允许直立肋 38接触到前部34的一部分。直立肋38足够高以避免前部34 4妻触后部32以 有效地将前部34与后部32隔离开。成型肋38的好处在于其设计公差可以比 使用三元乙丙橡胶(EPDM)、橡胶、或增油型EPDM时好(即相对较小)三 倍。
后部32包含注塑成型塑料。该塑料可包括热固性塑料或热塑性塑料。该 塑料可选择性地为填充型或增强型。应了解，也可根据功能或美观的需要对 后部32进行覆膜或染色而不脱离本发明的实质。
尽管在附图2和图3的实施例中进行了说明，但是容纳元件50为可选择 的。隔离件38可以为沿后部32的接触表面(包括具有紋理的表面或有角的 表面，甚至是剪切面)成型的镶嵌注塑部分。肋38包含可注塑成型的塑料。 肋的塑料与后部32的塑料配方不同。用于肋38的塑料的非限定示例包括自 润滑弹性体、热塑性弹性体、热塑性硅化橡胶(例如Advanced Elastomeric Systems公司的VYRAM或Teknor Apex公司的UNIPRENE )、热塑型动态硅 化橡月交合金、具有半互穿聚合物网络(semi-interpenetrating polymer network ) 的热塑性石圭化才象月交、和/或 Advanced Elastomer Systems 7〉司的SANTOPRENE塑料。肋38塑料浸渍脂肪酰胺。肋38塑料的脂肪酰胺浸渍 在将肋38塑料注入后部32之前的熔融态时发生。
当使用ASTM D-2240-00在0.12英寸的厚度下测量时，肋38可具有从 邵尔A硬度35、 40和50到邵尔D硬度39、 50中独立选择出的硬度。比重 可在从相对闭孔的0.2到相对实体的0.97的范围内。也可考虑使用开孔泡沫 塑料。
脂肪酰胺包含具备一个或多个附着于其一端的酰胺基团的相对长的酰基 链。酰基链的相对端可接枝、纠缠、粘接、或以其它关联方式与连续热塑性 弹性体基体的支架聚合物联合。相对长的链包含但不限于从衍生自脂肪酸或
脂肪酸酯的C,2-C22碳酰基链中独立选择出的链。该碳链可为不饱和、多不饱
和或饱和而不脱离本发明的范围。这些脂肪酰胺的非限制示例为Chemtura Corporation公司的KEMAMIDE脂肪酰胺，包括但不限于油基椋榈酰胺二级 脂肪酰胺(oleyl palmitamide secondary fatty amide )、来自植物芥酸的不饱和 单酰胺、和/或脂肪双酰胺合成蜡(fatty bisamide synthetic wax )。
为了处理附图2的装配，成型周期使用双次注料注塑模具，该模具具有 使用高压注塑机注入熔化的塑料以形成组件后部32的第一空腔。后部32可 以凝固。在模具内，隔离物(例如滑块)缩回产生部分由后部32形成的第二 空腔。将熔化的自润滑弹性体注入第二空腔以形成结合至后部32的B级表面 36的隔离件38。在至少一个实施例中，自润滑弹性体包括与脂肪酰胺共熔和 /或熔融共混的热塑性硫化橡胶。隔离件38可以凝固。打开模具以移去具有 后部32及结合的隔离件38的子组件，以完成成型周期。事先以独立流程(例 如在不同工具或叠合式模具中成型)制作的前部34与该包含后部32和隔离 件38的子组件配合。前部34与后部32固定在一起，隔离件38放置在这两 个部件之间。
应了解，成型周期的实施例可包括释放或增加闭合半模之间的压力，或 甚至略微将半模打开很短的时间以在重新关闭并第二次注料之前"呼吸"。
还应了解，注塑成型工艺可包括本领域中已知的任何注塑工艺。注塑工 艺的非限定示例包括具备吸热或放热型发泡剂的低压注塑成型、在模具上使 用热流道的注塑成型(包括用于隔离件圓点的微型热流道)。还应了解，代替 模具中的滑块，隔离件38可被注塑入代替不含有后部32的半模的不同半模 内。尽管附图2说明了将隔离件38结合至后部32的B级表面36，但是应了 解，也可将隔离件38结合至前部34的B级表面42或甚至前部34的A级表 面40。
示例1
SANTOPRENE塑料可与0.5 wt.。/。的KEMAMIDE S脂肪酰胺熔融共混， 该脂肪酰胺为衍生自^5更脂酸的饱和脂肪初级单酰胺。另外的样本可准备1
wt.%、 2 wt.%、 3 wt.。/。和3.5 wt.。/。的KEMAMIDE S。 一个含有3.5 wt.。/。的 KEMAMIDE S脂肪酰胺的样本混合不均匀因而当成型为肋时在^fe抗咯咬声 方面变动较多。当成型为包含聚丙烯的后部时，由1 wt.% 、 2 wt.。/。和3 wt.% 的KEMAMIDE S样本成型的肋抑制了可听见的咯吱声和咯咯声。当样本与 包含聚丙烯的前部匹配时，它们在Ziegler SSP粘滑效应4佥-险台测试装置上进 行测量，该装置产生风险优先数(Risk Priority Number)指示发出令人讨厌的 噪音的粘滑效应的可能性。具有0.5 wt.% KEMAMIDE S脂肪酸的样本展现了 相对高的风险优先数指示出现了粘滑效应并很可能导致讨厌的噪音。具有1 wt. %、 2 wt. %、和3 wt. %的KEMAMIDE S的样本产生了风险优先数指示 不大可能有令人讨厌的噪音。 示例2
通过注塑成型聚丙烯后部并使用双次注料注塑随后与前部薄板接触的肋 制作测试样本。测试样品以MB Dynamics公司的材料相容性测试系统测试咯 吱声和刮擦声，该系统可记录声音并预测噪音生成的倾向。当肋和前部薄板 接触面的静摩擦系数和动摩擦系数的比例小于或等于1.4时，探测不到咯咬 声。比例高于1.4，则听到咯吱声。材料相容性测试系统测量任意两个峰值速 度在0.5mm/s-380mm/s范围内的部件之间的速度。另外它还能提供高至22mm 的稳定干涉。这种距离说明了装配车辆中很典型的间隙与干涉。
示例3
在相同的咯吱声和刮擦声相容性测试设备上测试示例2的测试样本,其满 足汽车工程师学会(SAE)标准文件J2759的验收标准。
尽管已详细描述了实现本发明的最佳模式，但是熟知本发明相关领域的 技术人员可认识到多种替代设计和实施例以实践由权利要求限定的本发明。
权利要求
1、一种具有降低咯吱声和咯咯声的模制组件，该组件包括车辆的第一部件，具有第一表面；车辆的第二部件，具有第二表面，所述第二表面装配至所述第一表面；隔离件，设置在第一部件和第二部件之间，该隔离件固定至第一表面，并包含浸渍脂肪酰胺的可注塑成型的自润滑弹性体，其中，隔离件和第二表面之间接触面的静摩擦系数与动摩擦系数的比例小于1.4。
2、 根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一部件包含通过注塑成型 工艺的第 一次注料成型的塑料部件。
3、 根据权利要求2所述的组件，其中，所述隔离件通过注塑成型工艺的 第二次注料成型，所述一次注料和二次注料发生于单个成型周期中。
4、 根据权利要求1所述的组件，其中，所述隔离件包含至少两个独立的点。
5、 根据权利要求1所述的组件，其中，所述比例在从l.O至1.3的范围内。
6、 根据权利要求1所述的组件，其中，所述脂肪酰胺包含1 wt.%-3 wt.%的弹性体。
7、 根据权利要求6所述的组件，其中，所述脂肪酰胺包含C,2-C22酰基链。
8、 根据权利要求6所述的组件，其中，所述脂肪酰胺包含二级脂肪酰胺。
9、 根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一部件从由热塑性塑料、 热固性塑料、塑料合金和塑料合成物组成的组中选择。
10、 根据权利要求1所述的组件，其中，所述第二部件包括用于容纳隔 离件的匹配元件。
11、 具有降低咯吱声和咯咯声的模制组件，该组件包括 车辆的第一部件，所述第一部件具有B级表面； 车辆的第二部件，具有包括容纳区域的第二表面；其中所述第 一部件包括结合至B级表面并从B级表面延伸至容纳区域的 直立肋，该肋包含浸渍脂肪酰胺的可注塑成型热塑性硅化橡胶，其中，所述 肋与所述容纳区域之间的接触面在装配后静摩擦系数与动摩擦系数的比例d、于1.4。
12、 根据权利要求11所述的组件，其中，在双次注料成型中成型所述肋和第一部件。
13、 根据权利要求11所述的组件，其中，所述肋镶嵌注塑在所述第一部 件上，其中，所述第一部件包括在具有至少两次注料的成型时成型的第一弓 形，所述两次注料中的 一次注料包括肋的成型。
14、 根据权利要求11所述的组件，其中，所述热塑性硅化橡胶包括弹性 体材料的半互穿聚合物网络。
15、 根据权利要求14所述的组件，其中，所述热塑性硅化橡胶与脂肪酰 胺熔融共混以将脂肪酸浸渍入所述热塑性硅化橡胶之中，并充分避免脂肪酰 胺流出4妾触面。
16、 一种制造^t制组件的方法，该方法包括以下步骤 在设有第 一 空腔的第 一模具中注塑成型第 一部件；移动第一模具中的隔离物以限定第二空腔，该第二空腔比第一空腔小且 与第一空腔流体连通；将浸渍脂肪酰胺的熔融共混自润滑弹性体注入第二空腔将该弹性体结合 至所述第 一部件以成型第 一啮合元件；打开模具；提供具有第二啮合元件的第二部件，并装配第 一部件和第二部件，使第 一啮合元件与第二啮合元件相接触。
17、 根据权利要求16所述的方法，其中，自润滑弹性体和第二部件之间 的接触面的静摩擦系数与动摩擦系数的比例为1.4 。
18、 根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤 在关闭模具之前将紧固件插座插入第一空腔；以及 镶嵌注塑所述紧固件插座。
19、 根据权利要求16所述的方法，其中，当使用用于咯吱声和瘙痒的材 料相容性测试系统测试SAE标准J2759时，所述组件可—皮4妻受。
20、 根据权利要求16所述的方法，其中，所述自润滑弹性体浸渍1 wt. %-3wt. %的Ci2-C22碳链脂肪酰胺。
全文摘要
本发明涉及一种具有降低咯吱声的模制组件。该模制组件包括具有第一表面的车辆第一部件。该组件还包括具有第二表面的车辆第二部件。该第二部件装配至第一部件。隔离件放置在第一部件和第二部件之间，并固定至第一表面。该隔离件包含浸渍脂肪酰胺的可注塑成型自润滑弹性体。隔离件和第二表面之间接触面的静摩擦系数和动摩擦系数的比例小于1.4。
文档编号B60R13/08GK101407196SQ20081016636
公开日2009年4月15日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年10月10日
发明者加里·D·穆莱恩, 简科·K·鲍肯, 罗伯特·S·帕森斯, 诺曼·海德斯, 马丁·亚瑟·塔普 申请人:福特全球技术公司