吸盤的製作方法
2023-11-02 23:24:07
專利名稱：吸盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種吸盤。
背景技術：
吸盤是用於將各種物體附裝到待被吸附的表面上的目的。
如果待被吸附的表面是如典型地在汽車的儀錶板上找到的具有細微的不規則性或粗糙度的這種表面，則使吸盤的吸附表面可以吸附待被吸附的表面的任何努力都無法保持吸附表面與待被吸附的表面之間的附著性，結果在吸附表面與待被吸附的表面之間形成間隙。因此，空氣通過該間隙到達吸附表面，使得難以通過吸盤保證附著性。
已提出一種吸盤，該吸盤具有主吸盤單元，該主吸盤單元使用諸如硬橡膠或硬合成樹脂的硬材料和諸如軟橡膠和軟合成樹脂的軟材料製成，所述硬材料和軟材料通過聚合布置在吸盤單元的內圓周面上，使軟材料可以用作吸附表面(見日本實用新型申請公布No.S59-166015)。
然而，如果待被吸附的表面具有不規則表面或粗糙表面，甚至是使用上述軟材料的吸盤也無法保持吸附表面與待被吸附的表面之間的緊密的附著性，導致保證吸盤的附著性的限制。
本發明是在考慮了上述情況後做出的，並且其目的在於提供一種吸盤，甚至當待被吸附的表面具有細微的不規則性或粗糙表面時，該吸盤在保證附著性同時降低成本的方面也是有利的，而不降低良好的外觀。
發明內容
旨在實現上述目的的本發明涉及一種具有吸附表面的吸盤；該吸盤具有盤形主吸盤單元，該主吸盤單元由可彈性變形的材料製成，並且具有附裝表面，該附裝表面具有由凝膠構成的凝膠層，該凝膠層粘合在附裝表面上從而覆蓋該附裝表面，吸附表面由所述凝膠層的表面形成，並且凝膠層由中心部分和圓周部分組成，所述中心部分構成吸附表面的中心，所述圓周部分構成吸附表面的外圓周，其中外圓周部分的厚度比中心部分的厚度大。
本發明中的凝膠層形成為在外圓周部分中比在中心部分中加厚，以致當使吸附表面被吸附到待被吸附的表面上時，即使在外圓周部分中的凝膠層與在中心部分中的凝膠層相比伸展到更大程度，並且因此變薄，在外圓周部分中的凝膠層的硬度也可保持在低水平，典型地保持在與中心部分中的凝膠層的硬度相等的水平，並且由此可以保證吸附表面與待被吸附的表面之間的附著性。
因此，可以通過使凝膠層的厚度最小，並通過使用最小量的凝膠，保證吸盤的吸附表面到待被吸附的表面的附著性。
當結合附圖時，本發明將從以下對本發明的實施例和示例的詳細說明而變得易於理解，在附圖中圖1是車輛導航系統的顯示器藉助吸盤裝置附裝到儀錶板或玻璃前圍板上的狀態的側視圖，該吸盤裝置使用根據本發明的一個實施例的吸盤；圖2是圖1的截面圖；圖3是說明吸盤裝置20在被吸附到待被吸附的表面2上之前的狀態的視圖；圖4是說明吸盤裝置20附裝到待被吸附的表面2上的狀態的視圖；圖5是吸盤22的俯視圖；圖6是吸盤22的截面圖；以及圖7是在使得具有厚度均勻的凝膠層48的吸盤22能吸附到待被吸附的表面上的狀態下，沿吸附表面32的徑向方向的硬度分布曲線圖。
具體實施例方式
將參照
本發明的實施例。
下文將說明作為車載儀器的車輛導航系統的顯示器藉助吸盤裝置20附裝到儀錶板、前圍板(front panel)和類似物上的情況，該吸盤裝置20使用本發明的吸盤。
圖1是車輛導航系統的顯示器藉助吸盤裝置20附裝到儀錶板或玻璃前圍板上的狀態的側視圖，並且圖2是圖1的截面圖。
如圖1和圖2所示，在車輛導航系統的顯示器10的框架12的背面上設有保持器14，該保持器從所述背面伸出，在保持器14的後面設有吸盤裝置20，並且吸盤裝置20附裝在諸如儀錶板、玻璃前圍板或類似物的待被吸附的表面2上。
作為儀錶板給出的待被吸附的表面2向車艙傾斜，而不是保持水平，該待被吸附的表面由緩緩彎曲的表面形成，並且其表面形成為由細微的不規則性表面或粗糙表面構成的類似皮革的縐面(crepedsurface)，而對於玻璃前圍板的情況，待被吸附的表面由平滑的彎曲表面形成。
圖3是說明吸盤裝置20在被吸附到待被吸附的表面2上之前的狀態的視圖，圖4是說明吸盤裝置20附裝到待被吸附的表面2上的狀態的視圖，圖5是吸盤22的俯視圖，以及圖6是吸盤22的截面圖。
吸盤裝置20構造成包括本發明的吸盤、軸部件24、框架26、彈性部件28和緩衝材料30。
如圖3和圖5所示，吸盤22具有形成在厚度方向上的一個表面上的吸附表面32，而在厚度方向上的相反的表面給定為背面34。
如圖3所示，軸部件24聯接到吸盤22的背面34的中心，並從背面34的中心伸出。
軸部件24包括聯接到吸盤22的背面34的中心的基部2402、直徑小於基部2402並且從基部2402伸出的軸2404、形成在軸2404的端部處並且外徑大於軸2404的端壁部分2406以及內圓筒2408，設置該內圓筒以便從端壁部分2406的外圓周下垂，並且與更靠近端壁部分2406的軸部分相對。
端壁部分2406和內圓筒2408相互形成一個整體，由此通過端壁部分2406和內圓筒2408構成蓋40，並且蓋40藉助螺釘42和螺釘孔44附裝成可自由拆卸。
軸部件24典型地由合成樹脂構成。
框架26聯接到軸部件24以便能在軸部件24的縱向方向上自由移動，並且具有用於附裝物體的附裝部件46。
框架26具有聯接到內圓筒2408的外圓周面的外圓筒2602，該外圓筒可沿內圓筒2408的軸向方向自由移動；環形凸緣2606，該環形凸緣設置成從外圓筒2602的內圓周面伸出，以便與軸2404在基部2402與內圓筒2408之間的部分相對，並具有形成在其中心處的孔2604，該孔2604的內徑大於軸2404的外徑並且小於內圓筒2408的內圓周面；環形板2608，該環形板從在外圓筒2602的縱向方向上的一個端部向外伸展，以便覆蓋主吸盤單元36的背面34；以及裝配凸出部2610，該裝配凸出部設置成從在外圓筒2602的縱向方向上的另一個端部伸出。在該實施例中，附裝部件46由裝配凸出部2610構成。
框架26典型地由合成樹脂構成。
如圖1所示，保持器14和框架26聯接成可繞插入裝配凸出部2610中的軸2612自由地轉動和調節。保持器14支承顯示器的部分和與裝配凸出部2610聯接的部分聯接成可藉助球窩接頭2614自由地轉動和擺動。因此在該實施例中，附裝到附裝部件46上的物體是車輛導航系統的顯示器10。
如圖3所示，彈性部件28設置在軸部件24與框架26之間，以便朝向吸附表面32激勵(energize)框架26。
該實施例中的彈性部件28由螺旋彈簧形成。在此應注意，彈性部件28可以是能向吸附表面32激勵框架26的任何部件，可以使用橡膠、固體阻尼器(solid damper)和類似物。
彈性部件28設置在軸2404的外側和內圓筒2408的內側，並在端壁部分2406與凸緣2606之間延伸。
如圖3所示，框架26設有緩衝材料30，緩衝材料30與吸盤22的背面34或吸附表面32吸附的待被吸附的表面2接觸，由此使框架26沿接近或遠離待被吸附的表面2的方向定位。
緩衝材料30設置成以環形帶的形式延伸，該環形帶形成在環形板2608與吸盤22的背面34相對的表面上，並且緩衝材料與吸盤22的背面34上接近外圓周的部分接觸。
緩衝材料30由能夠吸收振動的彈性材料構成。聚氨酯泡沫是這種材料的可應用的示例，並且例如可從Inoac公司以商品名「PORON」買到。
下文將說明吸盤裝置20到待被吸附表面2上的吸附。
首先，如圖3所示，吸盤裝置20的吸盤22的吸附表面32與待被吸附的表面2相對，並將吸附表面32的外圓周部分壓到待被吸附的表面2上。在這種狀態下，在吸附表面32與待被吸附的表面2之間形成有具有被封閉的空氣的空間。
接下來，當軸部件24的端壁部分2406被壓向吸附表面2的方向時，吸盤22的中心部分變形，從而接近待被吸附的表面2，如圖4所示，致使吸附表面32的整個部分與待被吸附的表面2的緊密接觸，封閉在空間中的空氣從吸附表面32與待被吸附的表面2之間的間隙排出，吸附表面32與待被吸附的表面2之間的空間由此幾乎變成真空，使吸盤22可以附著到待被吸附的表面2上，並且吸盤裝置20由此附裝到待被吸附的表面2上。
在該過程中，當由彈性部件28向待被吸附的表面2激勵的框架26的環形板2608與緩衝材料30接觸時，框架26在靠近或遠離待被吸附的表面2的方向上定位，其中在該狀態下，框架26的凸緣2604與軸部件24的內圓筒2408保持間隔ΔL的距離。換言之，即使由于振動和衝擊引起框架26和軸部件24沿接近的方向移動，也可保證由距離ΔL所表示的餘量(margin)。
如上所述構造的吸盤裝置20具有下述優點。
藉助於將吸盤裝置20附裝到待被吸附的表面2上，傳遞到待被吸附的表面2的車輛的任何振動和衝擊都通過包括吸盤22、軸部件24、彈性部件28、框架26和附裝部件46的第一路線傳遞到保持器14和顯示器10，並且還通過包括吸盤22、緩衝材料30、框架26和附裝部件46的第二路線傳遞到保持器14和顯示器10。
在該過程中，通過這些路線中的任意一個中的彈性部件28和緩衝材料30吸收並緩和了振動和衝擊，從而可有效地抑制傳遞到顯示器10的車輛的振動和衝擊。
顯示器10上的振動和衝擊的抑制在提高顯示器10的耐久性方面是有利的，並且屏幕上的波動的抑制使得顯示器10更易於識別，並且使得車輛導航系統更易於使用。
對於具有觸控板開關的顯示器10，屏幕上的波動的抑制在保證開關的可操作性方面是有利的。
尤其對於附裝到吸盤裝置20上的物體是使用諸如該實施例中所述的顯示器10的複雜電子部件的電子儀器的情況，該構造在抑制電子部件的使用壽命的減低的方面是有利的。
在圖4所示的吸盤裝置20中，吸盤22的背面34更靠近其外圓周的部分通過使緩衝材料30與接近外圓周的部分接觸而被朝向待被吸附的表面2激勵。對於待被吸附的表面2具有緩緩彎曲的表面的情況，吸盤22的背面34接近其外圓周的部分被擠壓成與待被吸附的表面2的彎曲表面形狀一致，以致使該構造在提高吸附表面32到待被吸附的表面2的附著性的方面是有利的。
因此可以使得吸盤22完全可以吸附到具有緩的曲率的待被吸附的表面2上，使其在將諸如由吸盤裝置20支承的顯示器10的物體完全附裝到待被吸附的表面2上的方面是有利的。
接下來將詳細說明吸盤22。
如圖3和圖5所示，吸盤22具有盤形主吸盤單元36，該主吸盤單元具有形成在其上的吸附表面32，吸盤軸38設置成從主吸盤單元36的背面34的中心伸出，並且軸部件24的基部2402聯接到吸盤軸38。
在主吸盤單元36的外緣上設有用於方便拆卸的凸出部(tab)39，該凸出部從主吸盤單元的外緣向外伸出。
對於主吸盤單元36，可應用已用於傳統吸盤的各種傳統已知的材料，諸如彈性合成樹脂，更具體地，基於氨基甲酸乙酯的、基於苯乙烯的、基於矽樹脂的和類似的那些。
在該實施例中，如圖3所示，在吸盤22與背面34相反的表面上形成有凹陷的附裝表面2210，由凝膠構成的凝膠層48粘合到附裝表面2210上，以致覆蓋附裝表面2210，並且吸附表面32以凹陷的幾何形狀形成在凝膠層48的表面上。
關於這種凝膠，可應用基於合成樹脂的那些，諸如基於聚乙烯的、基於苯乙烯的、基於矽樹脂的和類似的那些。基於聚乙烯的凝膠可從例如Cosmo儀器有限公司以商品名「Cosmogel」買到。基於苯乙烯的樹脂可從例如Inoac公司以商品名「NEGAFLEX」買到。基於矽樹脂的凝膠可從例如Geltech有限公司以商品名「αGEL」買到。
雙模製、使用粘合劑的粘合和其它方法都可用於將凝膠層48粘合到附裝表面2210上。
如圖6所示，吸盤22的凝膠層48形成為使構成吸附表面32的外圓周的外圓周部分54比構成吸附表面32的中心的中心部分50厚。
中心部分50形成為具有均勻的厚度，並且外圓周部分54也形成為具有均勻的厚度。這裡所謂的均勻的厚度意味著包括由於模製中的誤差或精度誤差引起的或多或少的偏差的近似均勻的厚度，並且是基本上均勻的厚度。
在該實施例中，中心部分50和外圓周部分54通過環形板狀的斜坡部52連接，該斜坡部52在結構上從中心部分50的外圓周延續，並且具有向外圓周部分54逐漸增大的厚度。
中心部分形成為與斜坡部52的內圓周部分厚度相同，並且外圓周部分54形成為與斜坡部52的外圓周部分厚度相同。
在該示例中，中心部分50的直徑D1是10mm，外圓周部分54的直徑D2是70mm，中心部分50中的凝膠層48的厚度d1是1mm，並且外圓周部分54中的凝膠層48的厚度d2是2mm。
因為吸盤22的吸附表面32使用凝膠層48形成，所以吸盤22有利的是甚至當待被吸附的表面2形成為類似皮革的縐面並且給定為不規則性表面或粗糙表面時，吸附表面32也可變形成與不規則性相符；吸附表面32可與不規則表面或粗糙表面緊密接觸，同時在其本身與不規則表面之間不留下間隙；吸盤22可完全附著到不規則表面和粗糙表面上；以及諸如顯示器10的物體可被完全附裝到待被吸附的表面2上，該待被吸附的表面具有諸如儀錶板上的類似皮革的縐面，並且吸盤22還具有以下效果。
圖7示出在使具有厚度均勻的凝膠層48的吸盤22吸附到待被吸附的表面上的狀態下，沿吸附表面32的徑向方向的硬度分布。當吸附表面32與待被吸附的表面2緊密接觸時，如所見到的，凝膠層48隨著其朝向其外圓周被更大地伸展，並且隨著其朝向其外圓周厚度被減小，因此凝膠層48隨著其朝向外圓周硬度增大，如圖7所示，並且吸附表面32到待被吸附的表面2的附著性減小。
當諸如顯示器10的物體被附裝到待被吸附的表面2上的吸盤裝置20上時，旨在保證附著性的凝膠層48的大的並且均勻的厚度增大了吸盤22的吸附表面32的厚度，使得吸盤裝置20不好看，並且由於需要大量凝膠而不利於減低成本。
與該實施例相比，凝膠層48形成為在外圓周部分54中具有比在中心部分50中大的厚度，以便當吸附表面32可以附著到待被吸附的表面2上時，即使凝膠層48在外圓周部分54中比在中心部分50中伸展得大，並且因此厚度降低，在外圓周部分54中的凝膠層48的硬度也保持在低水平，並且典型地保持在與中心部分50中的凝膠層48的硬度相等的水平。
因此可以通過使凝膠層的厚度最小化，並通過使用最小量的凝膠，保證吸盤22的附裝表面32到待被吸附的表面2的附著性，同時使吸盤22的吸附表面32的厚度最小，並且使用最小量的凝膠，以便可以保證吸附表面32的附著性，而不損害吸盤裝置20的良好外觀，同時降低成本。
尤其在該實施例中，中心部分50和外圓周部分54通過環形板狀的斜坡部52連接，該斜坡部向外圓周部分54逐漸增厚，從而有效地防止了斜坡部52上的凝膠層48的硬度的降低，並且可防止斜坡部52上的凝膠層48到待被吸附的表面2的附著性的減小，大大有利於保證吸盤22的吸附表面32到待被吸附的表面2的附著性。
接下來，將說明該實施例的吸盤22的附著性和對比示例的吸盤的附著性的對比試驗的結果，該對比示例具有厚度等於中心部分50的厚度的厚度均勻的凝膠層48。
通過吸盤在待被吸附的表面上的附著的維持持續時間評估吸盤的附著性。
獲取了該實施例的吸盤22和對比示例的十個吸盤，使它們附著到相同的類似皮革的縐面上，並且測量吸盤從類似皮革的縐面掉落之前所經過的時間，以給出吸附維持時間T。
試驗結果如下。
該實施例的吸盤顯示出60天或更長的吸附維持時間。
對比示例的吸盤顯示出15到30天的吸附維持時間。
從上述試驗結果顯而易見，與對比示例相比，該實施例的吸盤22顯著地提高了附著性。
實施例說明了吸盤22應用在用於附裝車載儀器的吸盤裝置20中的情況，但吸盤裝置20不限於上述實施例，而是可以應用各種傳統結構，從而使吸盤22的應用不限於車載儀器的附裝，而是可應用於各種物體。
本發明包含關於在2006年4月20日提交給日本專利局的日本專利申請No.JP2006-116359的主題，其全部內容通過參考包含於此。
因此本發明公開的實施例在所有方面應被認為是示例性的，而不是限制性的。本發明的範圍由所附權利要求書限定，而不是上述說明，並且落在其等效物的含義和範圍內的所有變化都意在包含在其中。
權利要求
1.一種具有吸附表面的吸盤；所述吸盤具有盤形主吸盤單元，該主吸盤單元由可彈性變形的材料構成，並且具有附裝表面，所述附裝表面具有由凝膠構成的凝膠層，所述凝膠層粘合在所述附裝表面上從而覆蓋所述附裝表面，所述吸附表面由所述凝膠層的表面形成，其特徵在於，所述凝膠層由中心部分和圓周部分組成，所述中心部分構成所述吸附表面的中心，所述圓周部分構成所述吸附表面的外圓周，並且所述外圓周部分的厚度比所述中心部分的厚度大。
2.根據權利要求1所述的吸盤，其特徵在於，所述中心部分形成為具有均勻的厚度，並且所述外圓周部分也形成為具有均勻的厚度。
3.根據權利要求1所述的吸盤，其特徵在於，所述中心部分和所述外圓周部分通過環形板狀的斜坡部連接，該斜坡部從所述中心部分的外圓周向外延伸，並且具有向所述外圓周部分逐漸增大的厚度。
4.根據權利要求3所述的吸盤，其特徵在於，所述中心部分形成為具有與所述斜坡部的內圓周部分的厚度相同的厚度，並且所述外圓周部分形成為具有與所述斜坡部的外圓周部分的厚度相同的厚度。
5.根據權利要求1所述的吸盤，其特徵在於，所述附裝表面形成於在所述主吸盤單元的厚度方向上的一個表面上，在所述主吸盤單元的厚度方向上的另一個表面被假定為背面，並且在所述主吸盤單元的背面的中心處設有所述吸盤的軸，該軸從所述中心處伸出。
6.根據權利要求1所述的吸盤，其特徵在於，所述主吸盤單元由彈性合成樹脂材料構成。
7.根據權利要求1所述的吸盤，其特徵在於，所述附裝表面形成為具有凹陷的幾何形狀。
8.根據權利要求1所述的吸盤，其特徵在於，所述吸附表面形成為具有凹陷的形狀。
全文摘要
本發明公開了一種具有吸附表面的吸盤，其中吸盤具有盤形主吸盤單元，並且具有附裝表面，該主吸盤單元由可彈性變形的材料製成。該附裝表面具有由凝膠構成的凝膠層，該凝膠層粘合在附裝表面上從而覆蓋該附裝表面。吸附表面由所述凝膠層的表面形成，並且凝膠層由中心部分和圓周部分組成，所述中心部分構成吸附表面的中心，所述圓周部分構成吸附表面的外圓周。外圓周部分具有比中心部分的厚度大的厚度。
文檔編號F16B47/00GK101059147SQ200710101258
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者赤井貴幸, 川端真 申請人:索尼株式會社