專利名稱：緊固件元件及其制造裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于與環(huán)圈或類似元件接合的模制緊固件元件。
在鉤圈緊固件中，在緊固件的一半上排列在相鄰排中的模制鉤形緊固件元件的一個廣闊區(qū)域，即“鉤形元件”通常與在緊固件的另一半上的配合環(huán)圈或固定纖維，即“環(huán)圈元件”接合。
一個模制鉤形元件的緊固件元件通常與基體整體模制，每一個緊固件元件包括從所述基體延伸到一個頭部的一個莖部，所述頭部具有一個鉤，所述鉤位于所述基體的上方。通常使所述鉤形緊固件元件形成于其中的模腔沒有可移動的部分，通過借助于所述鉤形緊固件元件的凝固的鉤部分的彈性變形將所述鉤形緊固件元件從模腔中取出。為了模制一個由這樣一種鉤形元件構(gòu)成的連續(xù)帶，使用一個轉(zhuǎn)動的模制輥。為了形成不連續(xù)的物件，可采用周期性的注射模制技術(shù)。在這兩種情況下，模型通常由一系列層疊的板所構(gòu)成，所述鉤形緊固件元件的懸鉤被限定為朝向所述模板平面的方向上。
緊固件元件的一個特征是這些緊固件元件之間接合的剪切強度。這指的是當(dāng)這些緊固件元件受到一個沿著限定在所述鉤形元件和環(huán)圈元件的接合面之間的平面方向上的作用力時它們抗脫開的能力。所述剪切強度通常決定了接合的強度極限。在許多應(yīng)用中，緊固件上的鉤形元件朝向一個第一方向，但是施加在所述緊固件組件上的剪切負荷是沿著一個垂直于所述鉤形緊固件元件朝向的方向或與所述鉤形緊固件元件朝向的方向成較大角度的方向施加的。例如，在一些一次性尿布中的鉤形緊固件組件的朝向是與嬰兒的腰圍基本平行的，但是由于嬰兒的腿部運動而在所述緊固件上產(chǎn)生的作用力是基本上垂直于嬰兒的腰圍的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述鉤形緊固件元件沿著所述基體在一個第一方向上延伸，所述釘形緊固件元件沿著所述基體在一個第二方向上延伸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述緊固件具有釘形緊固件元件，所述釘形緊固件元件具有用于掛住環(huán)圈的接合尖部，所述接合尖部以一個銳角從所述基體延伸出?？ㄦi桿位于在所述基體上并與所述釘形緊固件元件相鄰，所述卡鎖桿位于所述接合尖部的下方以與所述釘形緊固件元件配合，從而俘獲環(huán)圈。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述緊固件具有成對的且朝向相對的相鄰結(jié)構(gòu)件。成對的結(jié)構(gòu)件包括一個第一結(jié)構(gòu)件和一個第二結(jié)構(gòu)件，所述第二結(jié)構(gòu)件具有一個用于掛住環(huán)圈的接合頂部。所述接合頂部具有一個位于所述第一結(jié)構(gòu)件上方的第一位置和一個位于所述第一結(jié)構(gòu)件下方的第二位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)緊固件的模型。所述模型包括一組模板，所述模板具有鉤形緊固件元件模板和釘形緊固件元件模板。所述鉤形緊固件元件模板具有用于生產(chǎn)鉤形緊固件元件的鉤形模制表面，所述鉤形緊固件元件與一個基體模制在一起并從所述基體延伸出。所述鉤形緊固件元件限定了用于掛住與其配合的環(huán)圈組件中環(huán)圈的鉤。所述釘形緊固件元件模板具有用于生產(chǎn)釘形緊固件元件的釘形模制表面，所述釘形緊固件元件以一個銳角從所述基體延伸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，本發(fā)明提供一種用于形成一個可與環(huán)圈接合的緊固件的方法。該方法包括設(shè)置一個用于所述緊固件的模型，所述模型具有一組模板。鉤形緊固件元件模板具有用于生產(chǎn)鉤形緊固件元件的鉤形模制表面，釘形緊固件元件模板具有用于生產(chǎn)釘形緊固件元件的釘形模制表面。將可模制的樹脂輸送到所述模型中以迫使樹脂進入到所述模制表面中，樹脂凝固成鉤形緊固件元件和釘形緊固件元件，然后將所述鉤形緊固件元件和所述釘形緊固件元件從所述模型中取出。


圖1A是沿著圖1的1A—1A線截取的可與環(huán)圈接合的緊固件視圖。
圖1B是圖1的局部區(qū)域1B的放大側(cè)視圖。
圖2A示出了一個鉤形元件。
圖2B示出了一個凹狀的鉤形元件。
圖3A示出了用于形成所述鉤形緊固元件和釘形緊固元件的模板。
圖3B—3D分別是表示一個釘形緊固件元件模板的一部分的端視圖、側(cè)視圖和頂視圖。
圖3E示出了利用圖3A—3D的模板所模制的一個釘形緊固件元件。
圖4示出了所述用于與環(huán)圈接合的緊固件的另一個實施例的平面圖。
圖5示出了所述用于與環(huán)圈接合的緊固件的一個平面圖。
圖6是沿圖5的X—X線所得到的一個截面圖。
圖7示出了一個與一個配合組件接合的緊固件組件。
圖8示出了一個鉤形緊固件元件形狀的側(cè)視圖。
圖9示出了一個單獨的釘形緊固件元件。
圖10示出了圖9的局部區(qū)域Y的放大視圖。
圖11示出了所述釘形緊固件元件的另一個形式。
圖12示出了用于形成圖11的橫穿加工方向的緊固件元件的模制板。
圖13A—13D分別示出了另一種形式的模板的端視圖、頂視圖和側(cè)視圖，該模板用于形成圖11的所述釘形緊固件元件。
圖14A—14C示出了一個卡鎖式緊固件元件。
圖14D—14E示出了一個搭鎖式緊固件。
圖15示出了用于形成卡鎖式緊固件元件的模制板。
圖16示出了另一種形式的用于形成搭鎖式緊固件的模板。
圖17示出了一個利用圖16的模板形成的卡鎖式緊固件。
圖18示出了一種與鉤形緊固件元件結(jié)合的釘形緊固件元件的另一種排列的平面圖。
圖19示出了沿圖18的Q—Q線所得到的另一種排列的端視圖。
圖20示出了一種與鉤形緊固件元件結(jié)合的另一種釘形緊固件元件的平面圖。
圖21示出了沿圖20的N—N線所得到的另一種釘形緊固件的端視圖。
圖22A—22B示出了用于形成圖21的釘形緊固件元件的模板形式的端視圖和頂視圖。
圖23A和23B示出了用于生產(chǎn)具有扁平頂部的釘形緊固件元件的一種二次成形方法。
優(yōu)選實施例參見圖1，例如在美國專利No.4,794,028中，利用Fischer方法原理以一種連續(xù)生產(chǎn)工藝模制一種呈連續(xù)帶狀的可與環(huán)圈接合的緊固件組件10。
利用一組層疊的平行板模制具有復(fù)合排列的鉤形元件和釘形元件的緊固件元件，在這些平行的板中，在所選擇的板中的邊緣構(gòu)形限定了鉤形緊固件元件和從所選板的暴露邊緣表面向內(nèi)延伸的孔，這些孔提供用于模制所述釘形元件的腔。根據(jù)所需的用途來選擇這些孔的軸線與模制輥表面之間的相對角度。這些緊固件元件的組合能夠使所述緊固件組件10提供沿所選擇的方向與環(huán)圈接合的剪切強度，所選擇的方向取決于各個元件所選擇的取向。
利用一種連續(xù)的生產(chǎn)工藝，用于多排鉤形緊固件元件和釘形元件的模腔形成在一個模制輥的相應(yīng)碟狀模板的周邊中。熔融樹脂在壓力作用下被連續(xù)地擠壓和涂覆到冷卻的模制輥上，所述模制輥具有圍繞其周邊的模腔，如上所述，所述模腔用于生產(chǎn)所述緊固件元件。如圖1中所示，在所述Fischer方法的一種形式中，熔融樹脂從擠壓裝置113被連續(xù)地擠壓到一個形成在冷卻的模制輥112和壓力輥114之間的輥隙中。從而，形成了一個熔融樹脂供給區(qū)115，輥隙的壓力迫使熔融樹脂進入到鉤形腔和釘形腔，所述熔融樹脂還進入到上述輥子之間以形成一個片狀基體，所述片狀基體與被模制的緊固件結(jié)構(gòu)是一體的。在熔融樹脂在所述輥上冷卻后，從模制輥上剝下所述連續(xù)片或帶形緊固件組件。
當(dāng)需要使模制緊固件元件的高度更一致或相反使模制元件重新構(gòu)形的情況下，在所述緊固件元件仍然處于柔軟并且可永久變形的狀態(tài)時，使模制帶121從一個卷繞輥120和一個壓低輥122之間通過。輥122將較高的元件壓低以使所形成元件的高度一致且能夠達到所需預(yù)定的高度。在其它一些情況下，將所述壓低輥加熱到這樣一個程度，即，足以使模制元件的接合部分在熱力成形作用下能夠重新成形，從而為最終的產(chǎn)品提供其它的性能。虛線中所示組件表明，在一些情況下，諸如一種機織織物或無紡織物的片116從一個輥118被供給到所述輥隙，致使所得到的鉤形組件包括與片116緊密接合的緊固件元件，這個方法被稱為一種原位層壓方法。該片包含適于用作一個環(huán)圈組件的環(huán)圈以與緊固件元件接合。
在Fischer方法的一種改進形式中，一個擠壓裝置的噴嘴在壓力作用下將樹脂擠壓到所述輥表面上，所述噴嘴表面的延伸部分與輥112相符，用于使被擠壓的樹脂保持在足夠的壓力，從而使模腔110充滿樹脂。在另一個示例中，可模制的樹脂被輸送到模制輥112上，并且所述樹脂在經(jīng)過模制輥的表面之后，利用一個壓力輥將所述樹脂壓入到模腔中。
也可將可模制的樹脂注射到模腔中以利用注射模制的方式形成所述緊固件元件，或者以分立器件的形式形成所述緊固件元件，或者在與一個單獨產(chǎn)品相連的一個剛性襯板上形成所述緊固件元件。注射模制也可用于形成與一個需要模制的產(chǎn)品成一體的鉤形緊固件元件和釘形緊固件元件，從而無需接著將所述緊固件元件與所述產(chǎn)品連接在一起。
在一些情況下，可以一體的形式將莖部和釘形緊固件元件與一個基體模制在一起，接著使它們變形以形成能夠與環(huán)圈接合的緊固件元件。
根據(jù)緊固件的具體應(yīng)用場合，可模制的樹脂可以是一些合適的塑料材料。目前，聚丙烯是優(yōu)選材料。也可采用尼龍、聚酯、聚乙烯、丙烯、乙烯和它們的共聚物以及其它熱塑性樹脂和熱硬化性樹脂。
參見圖1A，該圖沿著圖1的1A—1A線示出了一個用于與環(huán)圈接合的模制緊固件。該緊固件包括一個基體12和一個緊固件元件區(qū)域14，所述緊固件元件區(qū)域14與所述基體12模制在一起并且從基體12延伸出。在這里，所述緊固件元件是以這樣一種方式形成的，即所述緊固件元件能夠與一個相配合的環(huán)圈組件的環(huán)圈接合以形成一個可脫開的緊固件。所述緊固件元件區(qū)域14包括鉤形緊固件元件15，所述鉤形緊固件元件15形成了用于掛住環(huán)圈的鉤17，所述鉤位于在所述基體12上方一定高度C處。釘形緊固件元件16散布在鉤形緊固件元件15之間并且從所述基體12以一個銳角延伸到基體上方且至少達到鉤17的高度C。
從圖1A、圖1B和圖5中可以看出，所述鉤形緊固件元件15和釘形緊固件元件16沿著基體12布置成面向不同的方向。每一種類型的緊固件元件位于在加工方向上延伸的多個縱排18中，鉤形緊固件元件15的第一縱排19與釘形緊固件元件16的第二縱排20交錯設(shè)置。所述第一縱排19的單個鉤形緊固件元件15沿著所述基體12沿第一方向延伸，所述第二縱排20的單個釘形緊固件元件16沿著所述基體12沿第二方向延伸，從而在所述第一方向和第二方向之間限定了一個至少10度的角度，該角度最好大約為90度。
參見圖2A，“鉤形緊固件元件”一詞表示具有一個頭部2的元件2a，所述頭部2從一個莖部4延伸到一個基部3上方并且具有一個用于掛住環(huán)圈的鉤5。“鉤”是由所述頭部2的下表面6限定的，所述下表面6與一個平行于所述基部3的平面(P—P)相切。如圖2B中所示，一種類型的鉤形緊固件元件是一種凹形的鉤形緊固件元件2b?！鞍夹蔚摹币辉~指的是所述鉤5限定了一個掛住環(huán)圈的區(qū)域7，所述掛住環(huán)圈的區(qū)域7的一側(cè)被接合頂端8圍住，而另一側(cè)被所述鉤形緊固件元件2b的莖部4圍住。“釘形緊固件元件”與“鉤形緊固件元件”是截然不同的，這是因為釘形緊固件元件沒有與一個平行于所述底部的平面相切的下表面。
圖3A示出了一組用于生產(chǎn)所述被模制緊固件的模板150a-e。模板150具有第一種類型的模制表面152和第二種類型的模制表面154，所述第一種類型的模制表面152和第二種類型的模制表面154分別限定了第一種類型的模腔156和第二種類型的模腔158以生產(chǎn)鉤形緊固件元件和釘形緊固件元件。任何形式的鉤形緊固件元件可與所述釘形緊固件元件結(jié)合使用。最好，每一個模板150a、150b和150e都具有半鉤形的構(gòu)形170，所述半鉤形的構(gòu)形170用于產(chǎn)生所述鉤形緊固件元件的鉤形。一對模板(諸如模板150a和150b)相互配合并利用它們各自的半鉤形模腔157a和157b的結(jié)合形成了完整的鉤形模腔153。在這種方式中，可以看出，一對模板，諸如模板150a和150b，在被模制的基體12上形成一單排鉤形緊固件元件。利用本領(lǐng)域已知的任何一種常規(guī)方法可容易地形成鉤形模腔156，諸如激光加工、放電加工、鉆孔、磨削、貫穿切割或光化學(xué)蝕刻。
每一個釘形緊固件元件模板150c和150d都具有一個限定了釘形模腔158的模制表面154的輪廓。釘形模腔158最好是細長的并且基本上為圓錐形，所述圓錐在一個平行于所述表面180的平面上橫截面為橢圓形，所述橢圓的長軸與模腔排垂直以使得釘形緊固件元件在該橫穿加工方向的平面上抗彎強度良好。模腔158以大約在30度至60度范圍內(nèi)的一個角度延伸到模板150c或150d的表面180中。
參見圖3B、3C和3D，圖3B、3C和3D分別示出了釘形緊固件元件模板150c的端部視圖、側(cè)視圖和頂視圖。模腔158以一個角度α延伸到模板150的表面180中。所述模腔的橢圓形開口160具有長軸“j”和短軸“k”。利用對所述模板150的設(shè)計使釘形模腔158沿著一個不平行于所述鉤形模腔156的方向延伸，從而可生產(chǎn)出在橫穿加工方向上具有良好的載荷能力和剪切強度的混合式緊固件元件。
在一個示例中，模腔158的橢圓形開口160在沿著它們的長軸j的方向上大約為0.010英寸，在沿著它們的短軸k的方向上大約為0.007英寸。所述模腔158從該開口延伸進入所述模板150中大約0.020英寸。
可利用多種方法形成釘形模腔158，諸如激光加工、放電加工或利用特定形狀的鉆頭鉆孔。為了在一個單獨的模板150c中形成釘形模腔158，將所述模板150c放在一個分度器上，接著以一個所需角度將所述分度器設(shè)定在所選成形工具的方向上。然后利用該工具在所述模板150c上鉆出預(yù)定深度的孔以形成模腔158。以一定角度鉆孔能夠在所述模板的表面180處形成一個橢圓形開口160。一旦形成一個單獨的模腔后，將所述模板指引到下一個所需模腔位置處并重復(fù)上述成形過程。
放電加工(EDM)是形成所述模腔158的另一種方法。對于EDM，在所述工具的電極和所述模板150c的金屬表面之間形成一個電弧。電弧使金屬被加熱并且所述電極進入到所述金屬表面中以形成具有所需深度的一個模腔。最好，所述電極的直徑小于模腔158的所需橫截面的直徑，這是因為包圍所述電極的金屬在加工過程中將會汽化。
圖3E示出了一個所得到的整體模制的釘形緊固件元件，該釘形緊固件元件在成形后已從模腔158中取出。該釘形緊固件元件16基本上具有圖3A的模腔158的形狀，在所述釘形緊固件元件16的中心軸線32和厚度為“t”的基體12之間形成一個角度α。該釘形緊固件元件16具有寬度為z的一個基部。
在圖4中，在另一個實施例30中，所述混合式緊固件包括多排相互平行的緊固件元件18，其中一些緊固件元件排中不僅僅包括一種類型的緊固件元件。例如，圖4中的緊固件元件排25包括與釘形緊固件元件16相鄰的鉤形緊固件元件15。
利用圖5中所示的平面圖以及圖6和圖7中所示的端部視圖描述混合式緊固件10，在圖6和圖7中所示的緊固件元件是沿著圖5的X-X線所看到的。在這些圖中，所示的薄且柔軟的基體12具有鉤形緊固件元件15和釘形緊固件元件16，所述鉤形緊固件元件15和釘形緊固件元件16從所述基體12的一個公共表面34延伸出。如圖7中所示，所述鉤形緊固件元件15延伸出通過各個環(huán)圈44與一個相應(yīng)織造配合組件42接合。最好，所述鉤形緊固件元件15沿著一個第一方向延伸以與所述配合組件42的一個環(huán)圈44接合并且所述釘形緊固件元件16沿著一個與所述第一方向不平行的第二方向延伸以與配合組件42的一個環(huán)圈46接合。最好，所述釘形緊固件元件16以與所述鉤形緊固件元件15呈基本垂直的方向延伸以使在橫穿加工方向上的接合強度和剪切強度最大化。
在圖6和圖7中，鉤形緊固件元件和釘形緊固件元件表示為一個單獨的鉤形38和一個單獨的釘形40。單個鉤形38在其頂部39與基體12的表面34之間的高度為A并且在鉤17與所述表面34之間的高度為C。最好，所述釘形緊固件元件16從在基體表面34處的一個基部以一個銳角延伸出以終止于一個遠端尖部41。所述釘形緊固件元件16最好以在30度至60度范圍內(nèi)的一個角度α從所述表面34延伸出并且延伸的長度為B以使所述遠端尖部41與所述表面34之間的高度至少為C，最好使所述遠端尖部41與所述表面34之間的高度大約等于所述鉤形緊固件元件15的高度A。
利用這種方式，當(dāng)配合組件42與基體12接合時，所述織造配合組件42的各環(huán)圈與纖維44和46被在一個給定基體12上的大量相互組合的緊固件元件接合在一起。由于緊固件元件15和16類型不同并且最好是相互之間的角度關(guān)系不同，因此使它們與環(huán)圈或纖維(44或46)之間的總接合數(shù)量增加并且增多了接合方向。由于具有大量的多方向的接合，因此增大了緊固件與配合組件之間相互連接的剪切強度。這樣在所述配合組件42和基體12之間形成了一種較強的接合，當(dāng)作用力沿著一個與所述模板的平面方向不平行的方向施加在所述緊固件上時，所述配合組件42和基體12不易脫開。
本發(fā)明所涉及的緊固件10的基體12可由多種材料制成并且可用多種方法制造。適用于所述基體12的材料包括塑料、薄膜、織造材料、金屬、復(fù)合材料等。最好，所述基體元件是由一種薄且柔軟的材料制成，諸如薄塑料薄膜。
參見圖8，其中示出了一種用于本發(fā)明的雙向鉤形的側(cè)視圖。最好，所述鉤形與所述基體12一體成形，所述鉤形包括一個從基體12向上伸出的莖部90并且終止于一個頭部91，所述頭部91限定了用于掛住環(huán)圈的多個鉤92。所述鉤92與所述莖部90相連并且最好向著基體12的方向回彎。
盡管圖5中僅示出了幾個緊固件元件排，但是應(yīng)該理解的是，這僅是為了對本發(fā)明進行描述，能夠與環(huán)圈接合的緊固件10可具有任何數(shù)量的緊固件元件排。在交錯平行的緊固件元件排27a和27d中的緊固件元件朝向可以是相反的?；蛘撸鲢^形緊固件元件的朝向可是相同的或具有其它的取向。鉤形緊固件元件15的厚度大約為0.030英寸，相鄰的且平行的緊固件元件排27a和27b之間的間距W大約是一個鉤形緊固件元件厚度的1.5倍。在同一排中的相鄰鉤形緊固件元件在沿著該排的方向上的間距大約是一個鉤形緊固件元件厚度的2—5倍，以便當(dāng)一個給定元件的莖部在一個垂直方向上的載荷作用下向下偏斜時使一個鉤形緊固件元件的頭部不會接觸到在同一排中的另一個相鄰元件的背面。在一個優(yōu)選實施例中，在每一個緊固件元件排中在直線長度上每英寸大約具有10—30個鉤形緊固件元件15。
最好，相鄰的釘形緊固件元件16的排27b和27c之間的間距大約為0.005英寸至0.050英寸。在一個排中的相鄰釘形緊固件元件16在沿著該排的方向上的間距最好是一個釘形緊固件元件40的基部寬度Z的0.5倍至1倍，最好使所述釘形緊固件元件16的數(shù)量超過鉤形緊固件元件15的數(shù)量。在一個優(yōu)選實施例中，在一個均勻的釘形緊固件元件排中在直線長度上每英寸大約具有10—100個釘形緊固件元件16。
現(xiàn)參見圖9—11，其中示出了所述釘形緊固件元件16的各種可能的實施例。在圖9中，一個單獨的釘形緊固件元件40在基體12的表面34上具有一個基部54，所述釘形緊固件元件40與基體12是一體形成的。一個莖部52從所述基部54上的延伸出的距離為B，并且所述釘形緊固件元件40的中心軸線32與所述基體12的表面34之間的一個角度為α。所述莖部52終止于一個遠端尖部41，所述遠端尖部41的半徑為R。圖10是圖9中的Y區(qū)域的一個局部放大視圖，其中示出了所述尖部半徑，因此所述釘形緊固件元件40的“尖銳度”大約為0.002英寸至0.020英寸。所述尖部半徑最好在所述基部54的寬度的20％至50％之間。在一個優(yōu)選實施例中，所述釘形緊固件元件40以一個大約在30度至60度范圍內(nèi)的角度α從所述基部54處向著所述尖部41處逐漸變細，在所述基部54處的半徑大約為0.005英寸，在所述尖部41處的半徑大約為0.002英寸，莖部長度大約為0.20英寸。
圖11示出了本發(fā)明的釘形緊固件元件16的另一個實施例。在該實施例中，所述單獨的釘形緊固件元件40是一個彎釘57，所述彎釘57具有一個與基體12一體模制的底部58，所述底部58以在所述釘形緊固件元件40的中心軸線與所述基體12的表面34之間所形成的一個第一角度α1從所述基體12延伸出。所述底部58延伸到一個遠端61。另外，所述彎釘57具有一個頂部60，所述頂部60與所述底部58的遠端61一體模制并且從所述遠端61延伸出。最好，所述頂部60以在所述表面34與所述頂部60的中心軸線之間所形成的一個第二角度α2延伸。
參見圖11和圖12，下面將對彎釘形緊固件元件57的制造方法進行詳細的描述。在一個方法中，利用一對模制環(huán)200形成彎釘形緊固件元件57，所述一對模制環(huán)，其中一個位于另一個的上方。第一模制環(huán)202具有第一組模腔204，所述第一組模腔204以一個第一角度α1貫穿所述第一模制環(huán)202。每個底部模腔206包括一個位于在一個第一表面214上的開口208、一個通道210以及一個位于在一個第二表面216上的第二開口212。利用前面所述的本領(lǐng)域中的各種已知方法在所述第一模制環(huán)202中形成所述彎釘?shù)撞磕Ｇ?06，諸如激光加工、鉆孔或放電加工。通過將所需的可模制樹脂材料施加到所述模腔206中，形成所述彎釘形緊固件元件57的底部58。
將所述第一模制環(huán)202放在一個第二模制環(huán)220上以將一個頂部60與一個彎釘?shù)撞?8整體地模制在一起。所述第二模制環(huán)220具有一個第二組模腔222，所述第二組模腔222與第一模制環(huán)202的第一組模腔206對齊。所述第二模制環(huán)220的每個模腔225具有一個位于一個表面224上的開口226以及以第二角度α2延伸到所述第二模制環(huán)220中的模腔部分228。開口226與彎釘?shù)撞磕Ｇ?06的開口212對中，從而使材料從所述彎釘?shù)撞磕Ｇ?06流入到所述頂部模腔225中以形成所述彎釘形緊固件元件57的整體連接的頂部60。利用前面所述的方法形成所述第二模制環(huán)220的模腔222。
在圖13A—13D中，示出了利用并排的模板300形成彎釘形緊固件元件57的第二種方法。在圖13A中，一個彎釘?shù)撞磕０?02和一個頂部模板304的端視圖示出了用于整體模制一個彎釘形緊固件元件57的彎釘?shù)撞磕Ｖ票砻?06和頂部模制表面308。如前面所述，這些并排模板300可用于Fischer方法中。
參見圖13B，圖13B是沿著圖13A的13B—13B線所得到的表示模板300的一個頂視圖，所述彎釘?shù)撞磕０?02具有一個頂表面310，所述頂表面310具有一個由模制表面306所限定的開口312。所述模制表面306以一個角度從所述開口312延伸到所述彎釘?shù)撞磕０?02的側(cè)面314，從而在所述模板內(nèi)形成了一個通道。
圖13C是沿著圖13A的13C—13C線所看到的所述模板302，其中示出了側(cè)面314和側(cè)面開口316。在實施Fischer方法的過程中，熔融樹脂從所述側(cè)面開口316流入到所述頂部模板304中。所述頂部模板304在側(cè)面320上具有一個開口322。所述頂部模制表面308從所述開口322延伸到所述頂部模板304中。這由圖13中模板的端視圖和沿著圖13A中的13D—13D線所得到的圖13D中的模板側(cè)視圖示出。
在基體上的緊固件元件可包括成對的且朝向相對的相鄰結(jié)構(gòu)件。每一對結(jié)構(gòu)件包括一個第一結(jié)構(gòu)件和一個第二結(jié)構(gòu)件，所述第一結(jié)構(gòu)件具有一個用于掛住環(huán)圈的接合尖部，所述第二結(jié)構(gòu)件至少部分地位于在所述接合尖部的下方。所述第一結(jié)構(gòu)件和第二結(jié)構(gòu)件相互配合以俘獲一個配合組件的環(huán)圈。這些緊固件元件包括“卡鎖式”緊固件和“搭鎖式”緊固件。
參見圖14A—14C以及圖17，這些圖中示出了可與鉤形緊固件結(jié)合使用的“卡鎖式”緊固件。如圖14A中所示，圖9或圖11的釘形緊固件元件形成在一個較短的卡鎖桿268的附近，并且所述釘形緊固件元件的接合尖部60位于所述卡鎖桿268的上方，所述卡鎖桿268也是從基體12上伸出的。所述卡鎖桿268利用所述釘形緊固件元件產(chǎn)生了一個較強的脫開力和較高的剝離強度以脫開一個織物緊固件42的環(huán)圈46。所述卡鎖桿268最好包括一個外表面270，所述外表面270向著所述彎釘形緊固件元件57的接合尖部60傾斜。當(dāng)一個被所述彎釘形緊固件元件57掛住的環(huán)圈46與所述傾斜的表面270接觸時，所述傾斜的外表面270有助于引導(dǎo)所述環(huán)圈46。所述環(huán)圈46在所述卡鎖桿268的作用下在所述環(huán)圈頂點274處偏離所述彎釘形緊固件元件57并且所述環(huán)圈46的開口276偏向所述彎釘形緊固件元件57。所述卡鎖桿268最好具有一個直的或向內(nèi)傾斜的表面272，一旦一個環(huán)圈46滑動到所述接合尖部60和所述卡鎖桿268之間后，該表面272“俘獲”或“卡鎖”所述環(huán)圈46。這示出在圖17中，一個環(huán)圈46已經(jīng)被一個彎釘形緊固件元件57的接合尖部60掛住并且已經(jīng)從所述彎釘形緊固件元件57向下滑動到一個卡鎖桿362的上方。所述環(huán)圈46被所述彎釘形緊固件元件57和卡鎖桿362的內(nèi)表面368俘獲。在這種方式中，由于所述卡鎖桿362、卡鎖桿尖部364以及內(nèi)表面368可防止環(huán)圈46輕易地所述彎釘形緊固件元件57上滑出，因此，松開環(huán)圈46所需的脫開力大于接合時所需的力。所述卡鎖桿362的高度最好是所述釘形緊固件元件的高度的一半并且與所述釘形緊固件元件之間的距離是一個釘形緊固件元件57的基部寬度Z的1—1.5倍。卡鎖桿362的其它可能采用的構(gòu)形可包括鉤形和釘形，但不限于這些。
圖14B示出了從一個基體12伸出的一對朝向相對的結(jié)構(gòu)件280的另一個實施例，所述結(jié)構(gòu)件280相互配合以掛住一個配合組件的一個環(huán)圈46。第一結(jié)構(gòu)件是一個鉤15，朝向相對的第二結(jié)構(gòu)件是一個卡鎖桿268，所述卡鎖桿268的位置靠近所述鉤15并且至少部分地位于所述鉤15的頭部2的下方。圖14B中所示的卡鎖桿268包括一個在環(huán)圈掛住區(qū)域281外部的傾斜表面270，所述環(huán)圈掛住區(qū)域281在該成對的且朝向相對的結(jié)構(gòu)件280之間。所述環(huán)圈掛住區(qū)域281由鉤15、基體12以及所述卡鎖桿268的內(nèi)表面282所限定。另外，在所示的圖中，所述卡鎖桿268的內(nèi)表面282與所述基體12的表面34垂直，但是所述表面282和基體12之間形成其它度數(shù)的角度也是可以的。
圖14C示出了一個實施例，其中，所述成對的且朝向相對的結(jié)構(gòu)件包括一個釘16和一個鉤形卡鎖桿268，所述釘16具有一個遠端尖部41，所述鉤形卡鎖桿268位于所述釘16的附近。所述卡鎖桿268的鉤17與所述釘16相對并且至少部分地位于在所述釘16的遠端尖部41的下方。釘16和卡鎖桿268共同配合以掛住一個環(huán)圈46并且增大使環(huán)圈46處于“非俘獲”狀態(tài)所需的脫開力。當(dāng)需要使所述環(huán)圈46與釘16脫開時，利用所述鉤形卡鎖桿268掛住所述環(huán)圈46。僅通過以適當(dāng)?shù)慕嵌仁┘幼銐虻淖饔昧纯墒顾霏h(huán)圈46與釘16和卡鎖桿268脫開。這些作用力和角度可根據(jù)相鄰的且朝向相對的結(jié)構(gòu)件，16和268之間的距離以及材料的變形性能和相關(guān)形狀來改變。
如圖15中所示，通過改變圖12中的層疊環(huán)狀的模型設(shè)計形式即可形成圖14A中的卡鎖式緊固件。所述頂部模制環(huán)202可包括一個模制表面260，所述模制表面260從一個開口262延伸到所述環(huán)202中并且與釘形模腔206相鄰。類似地，如圖16中所示，可通過改變圖13中的并排模板來形成一種卡鎖式緊固件。在這種形式中，一個具有一定角度的模制表面360可形成在模板304中并且與釘形模制表面306相鄰以形成一個卡鎖桿362。所述模制表面360易于清潔。這形成了圖17中所示的卡鎖式緊固件。
參見圖14D和14E，這些圖中示出了用于本發(fā)明的搭鎖式緊固件元件。搭鎖式緊固件元件包括成對的且朝向相對的相鄰結(jié)構(gòu)件291和293，所述結(jié)構(gòu)件291和293從基體12中伸出。這些成對的結(jié)構(gòu)件相互配合以掛住配合緊固件組件的環(huán)圈46并且增大使環(huán)圈46與元件291和293的緊固件組件脫開所需的脫開力。這些搭鎖式緊固件具有在圖14D中所示的一個第一位置，每個緊固件291和293在該第一位置處不是相互接觸的。在該打開位置290中，所述緊固件291和293接收或脫開一個環(huán)圈46。第一結(jié)構(gòu)件291從基體12伸出并終止于一個頂端292。第一結(jié)構(gòu)件291可具有能夠接收一個第二元件293的任何形狀，這些形狀包括鉤形、釘形以及前面所述的卡鎖桿元件的形狀。所述第二結(jié)構(gòu)件293從基體12伸出并終止于一個頂端294，所述頂端294在基體12的表面34上方的延伸高度大于在基體12上方的頂端292的高度。利用這種方式，在基體緊固件12與一個配合緊固件42的接觸過程中，所述第二結(jié)構(gòu)件293的頂端294處于一個用于接收所述配合緊固件的一個環(huán)圈46的位置。當(dāng)一個作用力施加在基體12和配合緊固件42上時，接合力會使所述第二結(jié)構(gòu)件293彎曲，環(huán)圈46被第一結(jié)構(gòu)件291俘獲。由于所述第二結(jié)構(gòu)件293的接合頂端294向下偏斜并進入到在第一結(jié)構(gòu)件291下方的一個第二位置中，從而使所述第二結(jié)構(gòu)件293被鎖定在第一結(jié)構(gòu)件291的下方。這示出在圖14E中，所述第二結(jié)構(gòu)件293的接合頂端294被搭鎖在所述第一結(jié)構(gòu)件291下方的一個第二位置296中。第一結(jié)構(gòu)件291的下表面297和第二結(jié)構(gòu)件293的外表面298形成了一個鎖定表面，從而形成了一個“閉合式”緊固件。因此，環(huán)圈46被互鎖的第一結(jié)構(gòu)件291和第二結(jié)構(gòu)件293所俘獲以致于所述環(huán)圈46不能從單獨的緊固件293中滑出或脫出。
當(dāng)作用力施加到這些緊固件元件上以將所述第二結(jié)構(gòu)件293拉回到圖14D中所示的其初始打開位置以使被俘獲的環(huán)圈46從圖14E中的閉合或接合位置296中脫開。在搭鎖的組件打開后，所述環(huán)圈46能夠從第二結(jié)構(gòu)件293中滑出和脫開。這種類型的搭鎖式緊固件能夠提供較高的剝離強度并且需要較大的脫開力使環(huán)圈46和緊固件42脫離鎖定位置。搭鎖式緊固件用于多種需要較高剝離強度的情況下，諸如天花板瓷磚、畫框以及其它高強度的應(yīng)用場合中。
參見圖18和圖19，其中分別示出了與鉤形緊固件元件結(jié)合的釘形緊固件元件16的另一種排列形式的平面圖和端視圖。在該實施例中，釘形緊固件元件16的排100具有相鄰的單獨緊固件元件，諸如104和106，它們沿著相反的方向從基體12伸出。M作為兩個相鄰鉤形緊固件元件排124和126之間的中點，可以看出，釘形緊固件元件104一個細長的莖部107和遠端尖部108，所述釘形緊固件元件104沿著朝向鉤形緊固件元件排126并且離開鉤形緊固件元件排124的方向從基體12伸出。
相反，釘形緊固件元件106具有一個細長的莖部105和遠端尖部109，所述釘形緊固件元件106沿著與釘形緊固件元件104相反的方向從基體12伸出。所述接合尖部109的指向是向著鉤形緊固件元件排124并且遠離鉤形緊固件元件排126的方向。最好，相鄰的釘形緊固件元件104和106分別具有的細長莖部107和105相互交叉以便當(dāng)沿著圖18的Q—Q線看過去可形成一種“X形”釘形緊固件元件。
參見圖20和圖21，其中分別示出了與鉤形緊固件元件15結(jié)合的交叉釘形緊固件元件的另一種排列形式的平面圖和端視圖。在該實施例中，釘形緊固件元件16的排400是由具有兩個或多個釘402和404的單獨緊固件形成，所述兩個或多個釘402和404從一個公共基部406伸出。如圖21中所示，圖21是沿著圖20的N—N線所得到的一個視圖，釘402具有一個細長端部408，所述細長端部408具有遠端尖部412，所述釘402向著鉤形緊固件元件15的排124延伸。同樣，釘404具有一個細長端部410，所述細長端部410具有遠端尖部414，所述釘404向著與釘402相反的方向并且向著鉤形緊固件元件15的排126延伸。
為了形成具有一個公共基部406的交叉釘形緊固件元件，利用圖22A和圖22B中所示的模板制造所述緊固件。圖22A示出了一對用于形成一個交叉釘形緊固件元件的模板440的一個端視圖。圖22B是沿著圖22A中的22B—22B線所截取的一個頂視圖。模板442和444分別都具有各自的模制表面446和454，所述模制表面446和454限定了模腔441的相應(yīng)半模。模板442具有模制表面446，所述模制表面446包括一個上部區(qū)域448和一個延伸的下部區(qū)域450，所述下部區(qū)域450在連接邊緣452處與上部區(qū)域448相交。類似地，模板444具有模制表面454，所述模制表面454包括一個上部區(qū)域456和一個延伸的下部區(qū)域458，所述下部區(qū)域458在連接邊緣460處與上部區(qū)域456相交。所述下部區(qū)域458最好在一個通孔459處貫穿模板444的側(cè)邊。
最好利用激光鉆孔的方法形成模制表面446和454。下面將參照模板442和模制表面446進行描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到類似描述適用于模板444。利用激光以一個角度在模板442的頂表面上鉆孔以產(chǎn)生開口449并且從模板442中去除材料從而形成模制表面446的上部區(qū)域448。接著，在一個相反的方向上以一個角度對模板442進行激光鉆孔，最好是在上部區(qū)域448與模板442的側(cè)邊455相交的位置453處進行激光鉆孔。這樣形成了沿著離開邊緣455的方向延伸的模制表面446的下部區(qū)域450，并且在和模制表面上部區(qū)域448相交處形成了一個連接邊緣452。最好，所述下部區(qū)域450與模板的側(cè)邊之間被鉆通以形成一個通孔451。這樣使模制表面446更易于清潔。通孔459同樣使模板444更易于清潔。因此，從模板外部貫通所述孔451和459可完成對模制表面446和454的清潔。
對模板444進行類似的激光鉆孔能夠形成模腔441的另一個半模。最好使模板444的下部區(qū)域458與半模442的上部區(qū)域448對齊。類似地，最好使模板444的上部區(qū)域456與模板442的下部區(qū)域450對齊。模制表面446和454共同配合以限定模腔441，所述模腔441可用于前面所述的Fischer方法中。
參見圖23A和圖23B，其中示出了釘形緊固件元件的一個示例，該釘形緊固件元件經(jīng)受了一種二次成形熱加工處理以形成一個扁平的接合頂部。在一種常規(guī)的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)一些釘形緊固件元件16，諸如釘130和132，它們具有遠端尖部134和136，所述遠端尖部134和136的延伸距離D在所述緊固件元件所需預(yù)形成高度A之上。最好使所有的緊固件元件，即鉤形緊固件元件和釘形緊固件元件，具有近似相同的高度以使所述緊固件在一個給定的平面中能夠與一個織物配合組件均勻地接合。這使所述緊固件與配合組件的接合的剪切強度具有單向性。
為了使遠端尖部134和136的高度降低以基本上與高度A相等，使具有釘形緊固件元件130和132的基體片材12通過一個加熱的輥，諸如圖1中的輥122的下方以使所述緊固件130和132的頂部變形。這生產(chǎn)了具有扁平頂部138的釘形緊固件元件130和具有扁平頂部140的釘形緊固件元件132。
本領(lǐng)域技術(shù)人員無疑可對優(yōu)選實施例進行各種變型和改進，盡管這些改進和變型沒有特別列舉出的各種特征和優(yōu)點，但是它們都落入到由權(quán)利要求書所限定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種用于與環(huán)圈接合的緊固件，該緊固件包括基體(12)；以及與所述基體(12)模制在一起并從所述基體延伸出的緊固件元件區(qū)域(14)，所述緊固件元件用于與一個配合的環(huán)圈組件中的環(huán)圈接合以形成一種可脫開的緊固件，其特征在于，所述緊固件元件包括若干鉤形緊固件元件(15)，所述鉤形緊固件元件(15)限定了用于掛住環(huán)圈的鉤(17)；以及若干釘形緊固件元件(16)，所述釘形緊固件元件(16)散布在所述鉤形緊固件元件(15)之間并且與所述鉤形緊固件元件(15)分開，所述釘形緊固件元件(16)以一個銳角從所述基體(12)伸出。
2．如權(quán)利要求1所述的緊固件，其特征在于，所述鉤形緊固件元件(15)沿著所述基體在一個第一方向上延伸，所述釘形緊固件元件(16)沿著所述基體在一個第二方向上延伸。
3．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，將所述緊固件元件設(shè)置成多排(18)；第一組所述的緊固件元件排(19)包括所述鉤形緊固件元件(15)；以及第二組所述的緊固件元件排(20)包括所述釘形緊固件元件(16)。
4．如權(quán)利要求2所述的緊固件，其特征在于，所述第一方向和第二方向之間所限定的一個角度至少為10度。
5．如權(quán)利要求4所述的緊固件，其特征在于，所述角度至少為30度。
6．如權(quán)利要求5所述的緊固件，其特征在于，所述角度大約為90度。
7．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，所述釘形緊固件元件(16)通常為圓錐形。
8．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，所述釘形緊固件元件(16)具有一個中心軸線，所述釘形緊固件元件(16)以在所述中心軸線和所述基體(12)之間所形成的在大約30度至60度范圍內(nèi)的一個角度從所述基體延伸出。
9．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，所述釘形緊固件元件(16)具有一個基部(54)和一個遠端尖部(41)，所述遠端尖部(41)的半徑在所述釘形緊固件元件的基部寬度的20％至50％的范圍內(nèi)。
10．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，所述釘形緊固件元件(16)的數(shù)量超過所述鉤形緊固件元件(15)的數(shù)量。
11．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，所述釘形緊固件元件(16)具有一個底部(58)，所述底部(58)與所述基體整體模制并且從所述基體延伸到一個遠端(61)；以及一個頂部(60)，所述頂部(60)與所述底部(58)整體模制并且從所述底部的所述遠端(61)延伸出。
12．如權(quán)利要求11所述的緊固件，其特征在于，所述底部(58)以一個第一角度從所述基體(12)延伸出，所述頂部(60)以一個第二角度從所述遠端(61)延伸出。
13．如權(quán)利要求3所述的緊固件，其特征在于，具有所述鉤(17)的所述鉤形緊固件元件(15)沿著平行于所述第一組緊固件元件排(19)的方向被定位；以及所述釘形緊固件元件(16)沿著一個與所述第二組緊固件元件排(20)垂直的方向被定位。
14．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，每一個所述鉤形緊固件元件都具有一單個用于掛住環(huán)圈的鉤(17)。
15．如權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其特征在于，每一個所述鉤形緊固件元件都具有多個用于掛住環(huán)圈的鉤(92)。
16．如上述任何一項權(quán)利要求所述的緊固件，其特征在于，所述鉤(17)位于所述基體(12)上方的一定高度處，所述釘形緊固件元件(16)至少延伸到所述基體(12)上方的所述鉤(17)的高度。
17．一種用于與環(huán)圈接合的緊固件，該緊固件包括基體(12)；以及與所述基體(12)模制在一起的緊固件元件區(qū)域(14)，所述緊固件元件用于與一個配合的環(huán)圈組件中的環(huán)圈接合以形成一種可脫開的緊固件，其特征在于，所述緊固件元件包括若干卡鎖桿(268)；以及散布在所述卡鎖桿(268)之間并與所述卡鎖桿(268)分開的相對元件，所述相對元件以一個銳角從所述基體(12)延伸出；所述相對元件具有一個用于掛住環(huán)圈的接合頂部，所述卡鎖桿位于在所述基體上并與所述釘形緊固件元件相鄰，所述卡鎖桿在所述接合頂部的下方，所述卡鎖桿與所述相對元件相互配合以掛住所述環(huán)圈。
18．如權(quán)利要求17所述的緊固件，其特征在于，所述相對元件包括釘形緊固件元件(16)。
19．如權(quán)利要求17所述的緊固件，其特征在于，所述相對元件包括鉤形緊固件元件(15)。
20．如權(quán)利要求18所述的緊固件，其特征在于，所述接合頂部(60)可在一個位于相鄰釘形緊固件元件上方的第一位置和一個位于相鄰釘形緊固件元件下方的第二位置之間移動。
21．一種用于生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的緊固件的模型，所述模型包括一組具有模制表面的模制結(jié)構(gòu)件，所述模制結(jié)構(gòu)件組具有鉤形模制結(jié)構(gòu)件(150a，150b)以及釘形模制結(jié)構(gòu)件(150c，150d)，所述鉤形模制結(jié)構(gòu)件具有鉤形模制表面(152)以生產(chǎn)所述鉤形緊固件元件，所述釘形模制結(jié)構(gòu)件具有釘形模制表面(154)以生產(chǎn)所述釘形緊固件元件。
22．如權(quán)利要求21所述的模型，其特征在于，所述模制結(jié)構(gòu)件組包括一組模制環(huán)，所述模制環(huán)組包括一個具有鉤形模制表面的第一模制環(huán)和一個具有釘形模制表面的第二模制環(huán)。
23．如權(quán)利要求21所述的模型，其特征在于，所述鉤形模制表面生產(chǎn)沿著所述基體在一個第一方向上延伸的鉤形緊固件元件，所述釘形模制表面生產(chǎn)沿著所述基體在一個第二方向上延伸的釘形緊固件元件。
24．如權(quán)利要求23所述的模型，其特征在于，所述第一方向和第二方向之間所限定的一個角度至少為10度。
25．如權(quán)利要求21所述的模型，其特征在于，所述釘形模制結(jié)構(gòu)件具有一個外表面，所述釘形模制表面以一個相對于所述外表面成30度至60度之間的一個角度延伸到所述釘形模制結(jié)構(gòu)件中。
26．一種用于形成如權(quán)利要求1所述的可與環(huán)圈接合的緊固件的方法，包括設(shè)置如權(quán)利要求21所述的模型；將可模制的樹脂輸送到所述模型中以迫使樹脂進入到所述模制表面中；使在所述模制表面中的所述樹脂凝固以形成所述鉤形緊固件元件和所述釘形緊固件元件；以及將所述鉤形緊固件元件和所述釘形緊固件元件從所述模制表面取出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于與環(huán)圈接合的緊固件,該緊固件包括一個基體(12)和一個與所述基體模制在一起的緊固件元件區(qū)域,所述緊固件元件區(qū)域從所述基體(12)延伸出。所述緊固件元件用于與一個配合的環(huán)圈組件中的環(huán)圈接合以形成一種可脫開的緊固件。所述緊固件元件包括鉤形緊固件元件(19)和釘形緊固件元件(20),所述釘形緊固件元件(20)散布在所述鉤形緊固件元件(19)之間,所述釘形緊固件元件(20)以一個銳角從所述基體(12)伸出。通過在所述基體上沿著不同的方向設(shè)置所述鉤形緊固件元件(19)和釘形緊固件元件(20),從而在相應(yīng)的方向上提供了較高的剪切強度。本發(fā)明還披露了用于形成所述緊固件的模型和方法。
文檔編號A44B18/00GK1286599SQ98811357
公開日2001年3月7日 申請日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月20日
發(fā)明者威廉·克盧恩 申請人:維爾克魯工業(yè)公司