专利名称：剪切紧固件的制作方法
技术领域：
本发明涉及紧固件产品，例如具有设置成阻止横穿紧固件产品表面的剪切位移的突起阵列的紧固件产品。
背景技术：
一些紧固件，例如钩环紧固件，包括具有可接合元件的紧固件部件，所述可接合元件构造成接合相对应紧固件部件的元件。在自接合紧固件的情况下，两个紧固件部件的紧固件元件彼此类似或者相同，并且两个紧固件部件可以是单一片的区域。
在紧固件的一些应用中存在这样的需求，即当接合时紧固件在所需方向上提供高的剪切强度特性。一些应用也需要低成本紧固件，其提供良好的抗分离阻力和可现场调节性。
也需要能够使用在基础加工中有限改变的技术持续高效制造具有不同功能特性的紧固件元件，然而允许进行调整以制造所需紧固件特性。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种可自接合的紧固件部件包括片状基底；以及楔形可接合元件阵列，该可接合元件从片状基底的至少一侧一体延伸。该可接合元件分别具有在元件的上边缘处相连的可接合侧和不可接合侧。各个可接合元件的上边缘在俯视图中确定曲线，并且大部分元件的可接合侧定向于共同方向。
一些实施例中，可接合元件沿着片状基底设置在至少一排中，该排朝向单一边缘延伸。对于一些应用，元件设置在多排和多列的阵列中。在优选实施例中，元件设置在多排中，相邻排的元件沿着它们各自的排彼此偏置。例如，相邻排的元件偏置了一排内的相邻元件之间的公称间隔的约一半。
一些实施方式中，俯视图中由上边缘确定的曲线基本上是具有固定曲率半径的圆形。在优选实施例中，固定曲率半径从约0.25至约2.5厘米。
对于一些应用，俯视图中由上边缘确定的曲线是非圆的，例如，抛物线、椭圆线、双曲线或者此类曲线的混合。
在优选实施例中，上边缘在片状基底的顶表面上的最大高度约0.025和约6.3毫米之间，沿着片状基底垂直于所述单一边缘测量时，各个可接合元件的宽度处于约0.13和约6.3毫米之间，沿着片状基底平行于所述边缘测量时，各个可接合元件的长度为约0.13和约2.54厘米之间，各个紧固件元件的不可接合侧以约5和约45度之间的角度从片状基底提升。
一些示例中，楔形元件的可接合侧悬伸于片状基底，当在二分紧固件元件并垂直于片状基底的中平面中测量时，各个紧固件元件的可接合侧从上边缘朝向片状基底以约10至45度之间的底切角向下延伸。
对于一些应用，可接合元件从片状基底的两相对侧向外延伸。一些示例中，存在楔形元件近端的钩状突起和/或可接合钩子。
一些实施方式中，片状基底形成管，楔形元件从该管的曲面延伸。曲面可包括管的外表面，或者管的内表面。对于一些应用，管确定沿着其在片状基底的相对边缘之间的长度延伸的纵向间隙。一些情况下，片状基底形成细长的U形结构，楔形元件从U形结构的内表面延伸，楔形元件的大部分可接合侧背离U形结构的开放边缘指向。某一应用中，楔形元件从U形结构的外表面延伸。
一些实施例中，片状基底形成细长条带。一些示例中，细长条带包括只有单排的所述楔形元件，所述楔形元件都设置成其可接合侧指向条带的端部。对于一些应用，开口确定为邻接条带一端，开口尺寸确定为穿过该开口接纳条带的相对端部。在优选实施例中，细长条带包括沿着开口一侧暴露的保持边缘，保持边缘定位成当将条带的相对端部拉过开口时接合楔形元件的可接合侧，以阻止条带从开口移出。
对于一些应用，有益的是，片状基底固定并叠置于弹性材料层上，并且片状基底是柔性的。
在优选实施例中，分别如上所述的两个紧固件部件被设置成其楔形元件的可接合侧彼此叠置，以阻止所述紧固件部件之间的剪切运动。
根据本发明另一方面，一种制造紧固件部件的方法包括提供模制工具，其确定从其外表面向内延伸的腔体阵列。将可模制树脂传输到模制工具的外表面；以及将树脂压入模制工具的腔体中，从而形成可接合元件，同时在模制工具的表面上形成树脂的基底，该基底与可接合元件互连。腔体形成楔形的可接合元件，各个楔形元件包括在元件的上边缘处相连的可接合侧和不可接合侧。各个可接合元件的上边缘在俯视图中确定曲线，并且其中大部分元件的可接合侧朝向片状基底的单一边缘指向。
对于一些应用，模制工具包括例如定位成邻近反转挤压辊的可旋转模制辊，以确定辊隙，在该辊隙中可模制树脂被压入腔体中，以形成可接合元件。一些实施方式中，将片状材料与可模制树脂一起导入辊隙中，并且在辊隙中的压力下将可模制树脂层压于该片状材料上。片状材料可以包括例如稀疏材料。
一些实施例中，将平面片状材料形成管，大部分可接合元件的可接合侧背离管的共同开放端指向。
对于一些应用，紧固件部件为条带状，该方法包括在紧固件部件一端形成开口，该开口的尺寸确定为接纳紧固件部件的相对端。该紧固件部件包括沿着开口一侧的暴露的保持边缘，该保持边缘定位成当将条带的相对端拉过该开口时接合楔形元件的可接合侧，以阻止条带从开口移出。
根据本发明另一方面，一种座位塑料块包括具有表面的柔韧材料，该表面具有由细长沟槽限定于两相对侧上的中心区域；以及紧固件部件，其包括片状基底和楔形可接合元件阵列，所述可接合元件从布置于各个沟槽内的片状基底的至少一侧一体延伸。可接合元件分别具有在元件的上边缘处相连的可接合侧和不可接合侧。各个可接合元件的上边缘限定了俯视图中的曲线，而且大部分元件的可接合侧定向于共同方向。元件设置有指向沟槽外的其楔形元件的不可接合侧。对于一些应用，紧固件部件包括沿着各个沟槽延伸的细长U形结构。一些示例中，紧固件部件包括嵌入各个沟槽中的管状结构。
在此使用的术语“曲线”意欲包括大致弯曲的轮廓，其可以包括较小的不连续或者直线段。
在此公开的紧固件部件和紧固件可以特别适用于需要高剪切强度的应用中。除了提供高剪切强度之外，在此公开的许多紧固件部件和系统提供易于脱离性和紧固件的可现场调节性。许多实施例可以模制成具有非常低轮廓的楔形件的柔性形式，从而紧固件的相接合的组在相配合的表面之间占据非常小的宽度。楔形件可以设置成允许接合的表面易于移动，以沿着楔形件的排调节，例如用于利用此类紧固件调节紧固于壁面的相框的位置，例如借助确定一系列凹口的各排楔形件的弯曲边缘以一旦在楔形件间重新确立剪切负载时就保持最终接合。通过允许楔形件的顶点彼此滑过而借助楔形件的叠置而不使相配合的紧固件部件完全分离，边缘的曲率有助于楔形件的两相配合阵列的调节。
本发明的一个或更多实施例的详情描述于下面的附图和说明书中。本发明的其他特征和优点将通过说明书和附图以及权利要求书而明显。
图1是根据一个实施例的紧固件部件的透视图。
图1A是图1中所示的紧固件部件的一部分的放大俯视图。
图1B是图1中所示的紧固件部件的一部分的放大侧视图。
图1C是根据可选实施例的紧固件部件的透视图。
图1D是图1C的紧固件部件的俯视图。
图2是图1中所示的紧固件部件的俯视图。
图2A是沿图2中线2A-2A截取的图2中所示的紧固件部件的剖视图。
图2B是图2A中所示的紧固件部件的一部分的放大视图。
图3是图2中所述的紧固件部件的俯视图，紧固件部件定向成其接合类似的紧固件部件，产生根据一个实施例的紧固件。
图3A是沿3A-3A截取的图3中所示的紧固件的剖视图。
图3B-3C是图3中所示的紧固件系统的一部分的俯视图。
图4是用于制造图1中所示的紧固件部件的过程的示意图。
图4A是用于制造图4B或4C中所示的紧固件部件的过程的示意图。
图4B是通过图4A中所示的过程制造的层叠紧固件部件。
图4C是使用稀疏幅片材料通过图4A中所示的过程制造的紧固件部件。
图4D是用于制造片状基底两侧都具有可接合元件的紧固件部件的过程的示意图。
图5是用于制造图1所示的紧固件部件的可选过程的示意图。
图6是平整器具(flat tooling)的一部分的示意性俯视图。
图7是工具辊被切割的剖视图。
图7A是燕尾铣刀的侧视图。
图7B是燕尾铣刀的端视图。
图8-9是示出形成内侧具有接合元件的管状紧固件部件的透视图。
图9A是沿图9的线9A-9A截取的图9中所示的紧固件部件(连接之后)的剖视图。
图10-11是示出形成外侧具有接合元件的管状紧固件部件的透视图。
图11A是沿图11的线11A-11A截取的图11中所述的紧固件部件的剖视图。
图12是采用图9和11中所示的管状紧固件部件的管状紧固件系统的透视图。
图13是塑料体中的图9A中所示的管状紧固件部件的透视图。
图13A是根据实施例的紧固件部件的侧视图。
图13B是根据另一实施例的紧固件部件的侧视图。
图13C是采用图13A和13B的紧固件部件的紧固件系统的剖视图。
图14是模制插入件的透视图，其示出突出部上的图9的管状紧固件部件(连接之后)。
图14A是模具突出部上的管状紧固件部件的剖视图，模具突出部的一部分的直径大于紧固件部件的公称直径，管状紧固件部件包括不存在可接合元件的区域。
图14B是模具突出部上的管状紧固件部件的剖视图，紧固件部件包括绕管状结构内表面的密封件。
图14C是管状紧固件部件的一部分的剖视图，示出厚度渐薄的交叠的边缘。
图15-16是采用图1中所示的紧固件部件的可选紧固件部件的透视图。
图17是根据实施例的紧固件部件的侧视图。
图18是根据实施例的紧固件系统的侧视图。
图19是根据实施例的紧固系统的透视图。
图20是根据实施例的紧固件部件的透视图。
图20A是通过图20的部件形成的根据实施例的紧固系统的透视图。
图21是可选紧固系统。
图22是紧固件产品。
图23是处于紧固位置中的紧固件产品的局部剖视图，其具有可松开的保持臂。
图24是用于制造图26的紧固件产品的模制辊隙的透视图。
图25示出图24的区域25。
图26是紧固件产品片材以及已经从该片材上分离的产品的透视图。
图27是图26的紧固件产品的平面图。
图28是夹持于管状结构和包括可接合元件的基底之间的柔韧材料的剖视图。
具体实施例方式
参照图1，柔性紧固件部件10包括弧形可接合元件12的阵列，该可接合元件与固态片状基底14一体模制并从该固定片状基底一侧向外延伸。可接合元件12设置成贝壳状排R，并且优选为交错的，如图所示。可接合元件12均包括可接合侧18和布置在可接合侧背面的不可接合侧20。优选地，元件基本上彼此相同，如图所示。
可接合元件12可以通过具有机器方向(MD)和横穿机器方向(CD)的过程形成，在该情况下，可接合元件12可以设置有在机器方向上延伸的排R，使得可接合侧18在横穿机器方向上单向指向。各个可接合侧18由上边缘17和下边缘19确定，可接合元件在下边缘处与片状基底14相交。上边缘17和下边缘19在排的方向(例如，机器方向)上确定曲线，例如，圆曲线，如图1中所示。圆曲线是如果连续则将划出圆的曲线。因为元件12是交错的，相邻排中的弧形可接合元件12的顶点A1、A2彼此偏置。
一些实施例中，紧固件部件10由热塑性材料制成。适当的热塑性材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、PVC和聚酯。其他实施例中，特别是当需要高耐化学性和/或高温稳定性时，紧固件部件10由热固性材料制成。适当的热固性材料包括天然橡胶、合成橡胶和刚性或柔性聚氨酯。
一些实施例中，上边缘17和/或下边缘19可以确定具有固定曲率半径的圆曲线。为了说明这一点，图1中所示的下边缘19的曲率半径为r19，而上边缘17的曲率半径为r17。曲率半径可以是例如从约0.1英寸至约1英寸(0.25cm-2.5cm)。其他实施例中，上边缘17和下边缘19可以确定非圆曲线，从而具有变化的曲率半径。示例可以包括抛物线、椭圆或双曲线形状的曲线。图1C-1D示出具有抛物线形上边缘17’和下边缘19’的紧固件部件11。
一些实施例中，可接合元件12在片状基底14上在顶点A1、A2处的最大高度H(图1)为例如从约0.001英寸至约0.250英寸(0.0025cm-0.64cm)。其他实施例中，在可接合元件类似“鱼鳞”的情况下，高度H为例如从约0.001英寸至约0.050英寸(0.0025cm-0.13cm)。例如，当需要最大柔韧性或者当该应用需要低程度的皮肤刺激性时(例如，当将紧固件部件固定于衣物外表时)，“鱼鳞”可接合元件是适用的。
一些实施例中，可接合元件12在排的方向上的最大长度L为例如从约0.05英寸至约1.0英寸(0.13cm-2.5cm)，而其沿着片状基底在接合方向上的最大宽度W为例如从约0.005英寸至约0.25英寸(0.013cm-0.64cm)。一些实施例中，当沿着片状基底从一排的末端到相邻排的前端测量时，各排在接合方向上的间隔S为例如从约0.005英寸至约0.25英寸(0.13cm-0.64cm)。
参照图2-2B，各个可接合元件12相对于片状基底14确定角度α和β。下面具体参照图2A，角度α是形成于片状基底顶表面和可接合元件顶表面之间的角度。参照图2和2B，下边缘19并不位于上边缘17的正下方，而是产生偏置，所述偏置确定底切角β。具体参照图2B，角度β是形成于线L1和线L2之间的角度，线L1在垂直于片状基底的接合方向上(图1)在平面PE中连接上边缘17和下边缘19，线L2在同一平面中将上边缘17连接于片状基底。一些实施例中，角度α为例如从约5°至约45°，而角度β为例如从约10°至约45°。本优选实施例具有30°的角度α和15°的角度β。
具有与图1中所示类似的可接合元件的紧固件部件适用于接合例如类似的紧固件部件，以形成高剪切强度的紧固件系统。下面将进一步说明该部件的应用及其形成方法。
参照图3-3C，高剪切紧固件30包括两柔性紧固件部件10，其定向成顶部紧固件部件32的可接合元件12面对相应的底部紧固件部件34的可接合元件12。顶部紧固件部件32进一步定向成可接合元件12的可接合侧18从左指向右。底部紧固件部件34定向成可接合元件12向上延伸以与顶部紧固件部件32的可接合元件12相配合。底部紧固件部件34进一步定向成可接合元件12的可接合侧18从右指向左。现在，具体参照图3A，当底部紧固件部件34被固定并且顶部紧固件部件32在箭头36表示的方向上移动时，由于两部件的紧固件元件12的可接合侧18限制该方向上的移动而产生高剪切接合。然而，当顶部紧固件部件32在由箭头38表示的相反方向上移动时，顶部紧固件部件32和底部紧固件部件34不发生接合并且两部件彼此相对自由地滑过，当可接合元件彼此滑过时产生“喀哒”声。再参照图3，顶部紧固件部件32和底部紧固件部件34在元件的排延伸方向(即，箭头40和42表示的方向)上也相对自由，以彼此滑过。具体参照图3B和3C，其为接合排R2(图3)的排R1的俯视图，当排R1固定并且排R2在箭头40或42表示的方向上移动时，对该移动存在轻微阻力，这是由于接合元件从井部44(图3B)“提升”通过可接合侧18的最大处并到达停置于相邻井部44(图3C)。这一特征允许紧固件具有现场可调节性。作为进一步说明可调节性的示例，紧固件部件10可以例如附连于房间的墙壁，其中可接合侧朝向房间屋顶向上指向。另一紧固件部件10可以例如附连于薄的方形重物(例如，相框)的背面，其中可接合侧向下指向。重物现在可以置于墙壁上并且由可接合元件保持在适当位置。当依然在墙壁的适当位置时，重物可以沿着墙壁以长度L为单位横向平移，逆着重力从井部44提升并在到达停置于上述相邻井部前越过各个弧形元件。现在参照图1和3A，减小间隔S允许更精细调节步幅。在上述当重物为相框时的示例中，减小间隔S允许沿着墙壁高度有更大可调节性(小步幅)。现在再次参照图2A-2B和图3，增大角度α使得部件32和34当定向于上述高剪切的模式中时更难以彼此滑过。增大角度β允许剥落模式中增加的稳定性。当等于0°的角度β在剪切模式中工作时，其在剥落模式中将不能提供大的阻力。在以上当重物为相框的示例中，这种稳定性解释为通过垂直于相框所附连的墙壁的方向冲击该框而意外地使相框跌落下墙壁的难易程度。
现在参照图4，示出了用于形成图1中所示的紧固件部件10的过程。将来自挤出机52的热塑性树脂50导入支撑挤压辊56和模制辊58之间形成的辊隙54。辊隙中的压力导致热塑性树脂50进入模制辊58的封闭端成形腔体60，而多余的树脂保留在模制辊周边周围并且受到压延以形成片状基底14。当辊56、58在相对方向(箭头所示)上旋转时，热塑性树脂沿着模制辊周边前进，直到其由剥离辊62剥离。所得到的紧固件部件10如上所述。图4中所示的材料的行进方向称为材料的“机器方向”(MD)并确定所得产品10的纵向，而横穿机器方向(CD)垂直于机器方向。有关该过程的进一步详情在Fisher的美国专利号4,775,310中描述，在此引入其全部公开内容以作为参考。
图5所示的另一实施例中，采用了用于制造图1的紧固件部件10的可选技术。除了仅使用模制辊58，即无需挤压辊56之外，该过程类似于参照图4描述的技术。在此，挤出机52成形为与模制辊的周边相一致并且所挤出的树脂50被直接导入模制辊和挤出机52之间形成间隙64中。从此处，柔性紧固件部件10由剥离辊62如上所述从模制腔体60剥离。有关该过程的进一步详情在Akeno的美国专利号5,781,969和5,913,482中描述，在此引入其全部公开内容以作为参考。
现在参照图4A-4C，示出用于形成结合幅片材料的紧固件部件的过程。使幅片材料53进入上述辊58和辊56之间形成的辊隙54中。幅片材料可以是例如相对无孔材料(例如，塑料片材)或者相对多孔纺织薄纱材料(例如，稀疏材料)。如果幅片材料相对无孔，得到与图4B所示紧固件部件类似的紧固件部件。如果幅片材料是相对多孔材料，得到与图4C所示紧固件部件类似的紧固件部件，因此熔融树脂穿透稀疏材料的孔。在2003年10月15日提交的美国专利申请序列号10/688,301中说明了将熔融树脂沉积于稀疏材料上，在此引入其全部公开内容以作为参考。
可以采用用于形成柔性紧固件部件10的其他过程。例如，Jens的美国专利号6,432,339描述的过程，在此引入其全部内容以作为参考。在又一过程中，柔性紧固件部件10可以由预成形片材形成，其可以例如受到预热和挤压模制，热量和压力形成可接合元件12。这类过程的优点可以是例如使用平坦廉价的器具，并且使用相对廉价的水压机。挤压模制过程的另一优点在于允许使用热固性树脂，该热固性树脂与热塑性树脂相比例如提供高温稳定性和良好耐化学性。由于其是成批处理过程，而不是连续过程，从而这类过程的缺点可能是例如相对低的产量。
参照图4D，示出了用于形成片状基底两侧都具有可接合元件的紧固件部件的过程。将来自挤出机52的热塑性树脂50导入两模制辊58之间形成的辊隙54中。辊隙中的压力使得热塑性树脂50进入模制辊58的封闭端成形腔体60，形成两侧紧固件部件。
现在分别具体参照图4、4A、4D和5的方框4、方框4A、方框4D和方框5，可以向紧固件部件施加附加的后处理。例如，方框4、4A、4D和5可以表示“平顶”站，如Provost的美国专利号5,953,797中所述，在此引入其全部公开内容以作为参考。平顶可以例如通过增加可接合元件的悬伸而增加紧固件系统的剥落强度。
现在参照图6，平整器具可以加工成产生例如挤压模制工具。挤压模制紧固件部件的优点已经在上文进行了描述。腔体60可被加工或者烧制于(例如，通过EDM)工具中。用于形成腔体的其他方法在本领域中是公知的。
参照图7，整个模制辊58或者其大部分76可以通过将模制辊58保持在工作台70上并对其表面进行加工(例如，利用CNC铣床72)而得以加工，以形成腔体60。铣床可以包括例如燕尾铣刀74。与通过加工的板形成模制辊相比，这一过程的优点为例如更少部件以进行组装。此外，这一过程可以允许例如更便宜的器具、更快的器具更换、更简便的工具清洁以及可以取消或减少溢出。
图7A-7B示出适于制造上述器具的燕尾铣刀74。该刀具74的几何形状可以利用刀具直径A、面宽B、柄直径C、总长D和夹角Ф方面进行描述。适当的刀具可以具有例如以下尺寸尺寸 范围A 0.125英寸-3.000英寸(0.318cm-7.62cm)B 0.125英寸-2.000英寸(0.318cm-5.08cm)C 0.125英寸-1.500英寸(0.318cm-3.81cm)D 1.500英寸-4.000英寸(3.81cm-10.16cm)Ф 30-60°参照图8-9A，通过将紧固件部件10的近端部80和远端部82朝向彼此(如箭头81和83所示)卷绕，直到端部80和82物理接触或者仅留下小间隙88，制造管状紧固件部件。通过使用例如脉冲热封机或超声焊接机可以实现接触端部80和82的连接。其他实施例中，端部80和82可以通过利用弹性体粘接剂填充间隙88连接。当需要柔性连接时，这种方法尤其有利。当将管状结构置于尺寸过大的构件(未示出)，例如反应注模(reactive injectionmold)或者注模中的插入件上时，柔性连接可能是需要的。管状紧固件部件90包括第一开口端84和第二开口端86。另一实施例中，通过以下方式将管状紧固件的形状固定于图9中所示的形状(即，间隙未封闭)，即，在可接合元件相对侧上加热片状基底，然后将其保持于所示的构造直到片状基底冷却，从而永久固化于图9的形状。该实施例作用如“弹簧”，因为该紧固件部件具有径向柔性，这允许将紧固件部件置于尺寸过大的物体上，例如，模具中的直径大于紧固件部件直径的突出部。
参照图10-11A，管状紧固件部件100可以通过将柔性紧固件部件10定向成可接合元件12将在完成的管状紧固件部件的外表面上延伸而形成。然后，紧固件部件10的端部如上所述卷曲并连接。
现在参照图12，紧固件系统110包括管状紧固件部件90和管状紧固件部件100，两者尺寸确定为紧固件部件100装配于紧固件部件90内部。为了更加充分了解并懂得紧固件系统110的操作，假定紧固件部件90固定在空间中，例如，从模制部件延伸。紧固件部件100在箭头112表示的方向上在紧固件部件90上方基本上自由移动。然而，当紧固件部件100在箭头114表示的相反方向上移动时，由于两管状紧固件部件90和100的可接合元件12的可接合侧18限制在该方向上的移动，从而产生高剪切强度接合。
参照图13，模入(molded-in)的紧固件部件120是通过将管状紧固件部件90嵌入塑料122中而制造的。这是通过将管状紧固件部件90置于模制插入件130的突出部132上进行的，例如，如图14中所示，其中可接合元件12邻接突出部132的外表面。模制插入件130可以是例如注模或反应注模(未示出)的部件。嵌合管状紧固件部件90的塑料122可以是例如热塑性或热固性的。为了在模制周期中将管状紧固件部件90保持在突出部132上，可以有利地在将形成紧固件部件90的热塑性树脂50中填充(图4)磁性材料。有关向热塑性树脂中填充磁性材料(例如，铁磁性填料)的进一步详情描述于Pollard的美国专利号5,945,193和Kenney的美国专利号6,129,970中，在此引入其全部公开内容以作为参考。当管状紧固件部件，例如图13和14的部件90被模制于基板(例如，泡沫塑料块)中时，可接合元件的高度H大致得以最小化，以避免材料过度纵向侵入管状结构内部。为了避免侵入，优选地，元件具有小于0.025英寸(0.635mm)的最大高度，例如，0.010英寸(0.254mm)，或者更小，例如，小于0.005英寸(0.127mm)。
参照图14A，并且再次参照图14，除了最小化可接合元件的高度之外，最小化材料纵向侵入管状结构内部的另一方法是提供模具突出部303，其包括直径大于管状结构305的公称直径的远端部306。管状结构305具有无可接合元件的区域307，其抵靠远端部306密封。突出部303的近端包括倾斜部309，以密封管状结构305的相对端。突出部303的远端部306包括倾斜导入部313和倾斜导出部311，以允许易于将紧固件部件305置于突出部303上和从突出部303移除。
参照图14B，又一种最小化材料纵向侵入管状结构内部的方法是提供管状紧固件320，其包括在紧固件部件远端形成密封件321的弹性材料，例如，弹性体。管状结构320的近端由突出部322上的倾斜部324密封，如上所述。
例如，通过利用弹性体纵向密封管状结构或者通过热熔融先前相对的边缘，可以最小化材料径向侵入管状结构内部。参照图14C，防止材料径向侵入的另一方法包括交叠相对渐薄边缘330。防止侵入并将织物外罩附连于座位衬垫的附加方法描述于2004年2月24日与本发明共同提出并指定美国序列号10/785,859的名为“FASTENERS(紧固件)”的申请中，在此引入其全部公开内容以作为参考。
参照图13A-13C，紧固件部件，例如，图1的紧固件部件10通过例如利用粘接剂、缝制或者采用用于形成结合于上述幅片材料的紧固件部件的过程而固定在支撑件119上。根据紧固件部件如何在支撑件119上定向，可以分别得到图13A和13B的紧固件部件121和123。通过例如将紧固件部件121缝制而固定于支撑件125上得到紧固件部件127。类似地，紧固件部件129是通过例如使用粘接剂将部件123固定于泡沫支撑件126上或者将部件123一体模制于支撑件126上而形成的。将部件127推入部件129中产生高剪切紧固系统。支撑件125可以是例如织物外罩，泡沫支撑件126可以是例如用作座位的泡沫塑料块。将织物外罩附连于座位衬垫的各种方法描述于Roberts的美国专利号5,964,017、Wildern等的美国专利号5,605,373和Angell的美国专利号5,499,859中，在此引入其全部公开内容以作为参考。
参照图15-16，示出用于连接两片材的另一紧固系统，例如将挤出的塑料立柱140附连于金属片150。具体参照图16，挤出的立柱140具有塑料插入式部件142，其与立柱一体并从一侧向外延伸。虽然仅示出了一个插入式部件142，但是塑料立柱140可以具有多个此类插入式部件142。插入式部件142可以在与制造塑料立柱140相同的过程中通过挤出而形成，或者插入式部件142可以例如稍后粘附地结合。例如背面粘附的柔性紧固件部件10施加于塑料插入式部件142的两侧，从而各个可接合元件12的可接合侧18大致向下指向，产生插入式紧固件组件144。作为可选过程，插入式紧固件组件144可以例如模制成单一一体部件。具体参照图15，金属片接纳式组件148包括附连于金属片150的挤出的塑料接纳式构件146。虽然仅示出了一个接纳式构件146，但是金属片150可以附连于多个此类部件。此外，接纳式构件146可以例如通过挤出而形成并且从而可以具有很长的长度。例如背面粘附的柔性紧固件部件10施加于塑料接纳式构件146的两侧，从而各个可接合元件12的可接合侧18大致指向向上方向，产生接纳式紧固件组件148。在可选实施例中，接纳式紧固件组件148可以例如模制成单一一体部件。现在参照图15和16，为了将挤出的塑料立柱140附连于金属片150，将插入式组件144在箭头152表示的方向上移动，同时保持接纳式组件148固定在适当位置。产生高剪切强度接合，并且为了从接纳式组件148分离插入式组件144，需要在箭头154表示的方向上施加很大的力。
接下来参照图17和18，紧固件部件139包括与图1中的可接合元件类似的可接合元件140以及从片状基底146一侧向外延伸的钩子142、144。在图17中所示的实施例中，钩子142、144分别朝向和背离观察者延伸。此外，环148从基底146上与元件140相同侧向外延伸。元件140定位于钩子142、144和环148之间。一些实施方式中，元件140、142和144是使用图4中所述的过程的改进方案同时模制的。在该改进的过程中，模制辊包括上述器具和Fischer的美国专利号4,775,310中描述的器具的组合。Fischer中描述的器具是通过面对面组装厚度为例如约0.004英寸和约0.250英寸之间(0.010cm-0.635cm)的薄圆板而形成的。称为模制环的一些板在其圆形周边中具有切口，确定模制腔体，而称作间隔环的其他板具有平滑圆形周边。间隔环的侧部用于封闭切口模制腔体的开口侧，并且用于产生多排模制部件之间的排间隔。一些实施方式中，环148通过使用例如粘接剂而结合于基底146。其他实施例中，环被供入辊隙中并且熔融地结合。
现在参照图18，具有良好剪切和剥离性能的紧固件系统149可以通过接合两紧固件部件139形成。当剪切力F1如图18中指向时，紧固件系统149由于可接合元件140而显示出良好剪切性能，如上所述。此外，当剥离力F2如图18中指向时，紧固件系统149由于钩子142、144和环148的接合而显示出良好剥离性能。
参照图19，容器150包括顶部152，其尺寸确定为可装配到底部156上。可接合元件154固定于顶部152的内表面上。同时，可接合元件158固定于底部156的外表面上。可接合元件154、158类似于图1中所示的可接合元件。可接合元件154在顶部152上固定成元件154定向成可接合侧向上指向，如图所示。可接合元件158在底部156上固定成元件158定向成可接合侧向下指向，如图所示。为了将顶部152施加于底部156或者从其上去除，可接合元件154与空白部分157对齐，可接合元件158同时与空白部分155对齐。顺时针或逆时针扭转顶部152，使得当可接合元件排彼此接合时，顶部152变得“锁定”于底部156上。可接合元件154、158可以使用粘接剂固定或者在部件成形过程中模注而成。
参照图20，紧固件部件170包括可接合元件172、174，其从片状基底176的多个部分延伸，所述部分布置在基底176的相对侧。紧固件部件174可以通过图4D的过程制造，或者元件172、174可以使用粘接剂结合于基底176。参照图20A，元件172、174定向成，当按照图21中所示的方式卷曲基底176时，产生包括可分离的高剪切紧固件181的管状结构180。紧固件部件170适用于例如使管道保持绝缘。
参照图21，两个管道192、198，例如PVC管，可以通过将可接合元件194、200置于管道192、198上而连接。管道192包括结合于壁面的弹性材料196，其可用作流体密封件。管道192的尺寸确定为接纳管道198，并且可接合元件定向成将管道198推入管道192而产生高剪切接合，类似于当描述图12时所述的情况。当进一步将管道198推入管道192时，由于管道198接合并挤压弹性材料196，从而产生流体严密密封。一些实施例中，弹性材料是例如热固性的，例如，天然橡胶。其他实施方式中，弹性材料196是例如热塑性的弹性体，例如弹性体PVC。
参照图22，紧固件产品600A包括与基底615A一体模制并从其向外延伸的弧形可接合元件630A的阵列。各个可接合元件包括可接合侧633A和不可接合侧631A。上边缘632A和下边缘都确定曲线(例如，圆曲线)，从而可接合侧633A具有弯曲形状，如以上参照图1、1A-1B、2A-2B所示。类似的紧固件描述于2004年2月24日提交并指定美国序列号10/785,859的名为“FASTENERS(紧固件)”的申请中，在此引用其整体内容以作参考。
参照图22和23，头部元件610确定开口645。当将紧固件条带605插入以穿过开口645时，头部元件610与紧固件突起630A配合，以防止条带605通过开口645退出。换句话说，头部元件610构造成提供条带605穿过开口645的单向运动。头部元件610包括延伸至开口645中的保持臂658。当在箭头的方向上将条带605拉过开口645时，楔形紧固件突起630A的第一表面631A(不可接合侧)使保持臂658远离突起630A变形，以允许条带605通过头部元件610行进。然而，当在与箭头所示的方向相反的方向上拉动条带605时，突起630A的第二表面633A(可接合侧)邻接并接合保持臂658。这防止条带605脱离头部元件610。图23中所示的紧固件产品可以用于将物品(例如，管子或管道)保持成捆。类似地，它们可以用于将一个或多个物品悬挂于横梁或者其他结构上。此外，紧固件产品可以用于人身限制机构(例如，手铐)。它们可以缠绕人体的手腕或者脚踝并紧固以限制人体。
参照图24，示出可用于制造图22中所示的紧固件产品的装置。模制辊215包括横穿其横向设置的多道模制腔体252。各道模制腔体沿着模制辊215周向间隔开，从而通过连接于挤出机的模具205将熔融树脂输入辊隙N时模制的紧固件产品片材包括多个纵向间隔的紧固件突起窄道。在其他实施例中，模制辊可以包括横跨模制辊圆周表面的模制腔体的连续阵列。模制辊215也包括多个周向间隔的模制凹槽250。从而，在该过程中模制的紧固件产品片材包括多个纵向间隔的头部元件和/或由头部元件确定的孔。
参照图24，模制辊215包括楔形模制腔体252，以模制楔形紧固件突起。腔体252包括第一平面，该第一平面从模制辊215的外周面相对于该外周面以一倾斜度向内延伸。腔体252包括第二表面，该第二表面以基本上比第一表面的倾斜度更陡的倾斜度向内延伸。第一和第二表面在腔体252内在它们的末端结合在一起。在一些实施例中，第二表面是弯曲的，以形成具有弯曲壁的突起。
参照图25，模制凹槽250包括外部凹陷部分271，以形成头部元件；和内部非凹陷部分272，以形成头部元件内的孔。内部非凹陷部分272包括凹槽273，其相对于头部元件的侧表面以一个角度向内延伸，以形成从头部元件延伸的限制臂。在上述实施例中，模制腔体252和凹槽250分别位于模制辊215中。在可选实施例中，挤压辊220可以确定模制凹槽250和腔体252。类似地，凹槽250和腔体252可以按照各种组合位于模制辊215和挤压辊220中。
参照图26和27，使用图17中所示的装置形成的紧固件产品片材640包括中心区域655和两个端部区域660，665。中心区域655包括基底615，多个水平紧固件突起630A窄道从该基底延伸。边缘区域660，665包括纵向间隔开的头部元件610，其确定纵向间隔开的孔或开口645。紧固件产品片材640可以沿着预定的易折断边界699(例如，穿孔区域)分离，以制造多个类似于图22中所示的紧固件产品600A的分立紧固件产品。任何上述分离方法可以用以制造分立紧固件产品。
参照图28，管状紧固件部件350包括弹性材料356，例如，泡沫或者弹性体，所述弹性材料夹持于管状结构354和基底352之间，基底352包括从第一侧352延伸的楔形可接合元件的阵列。基底352的第二侧362结合于柔韧材料356，例如与之一体，或者借助粘接剂结合。楔形可接合元件阵列分别具有可接合侧364和不可接合侧366，类似于图1中所示的可接合元件。结构刚性的管状紧固件部件370具有壁面，楔形可接合元件从所述壁面延伸。从部件370延伸的可接合元件的定向大致与部件350的可接合元件的定向相对。部件350的外径稍大于部件370的内径。当在方向372上将部件350插入部件370时，当它们滑过部件370的可接合元件时，弹性材料允许可接合元件在方向371、373上的径向柔性，并回复到区域374中。这种弹簧型作用确保可接合元件的良好可接合性。
也已经考虑了其他实施例。例如，虽然图中示出并描述了具有相同元件的紧固件部件，但是在一些情况下，紧固件部件可以包括具有不同几何形状的元件。虽然已经示出并描述了其内表面和外表面上具有紧固件元件的空心管状部件(图11)，但是实心模注而成的插入式部件在一些情况下是有利的。图17中所示的实施例中的钩子可被不同地定向。例如，钩子可以全部定向在相同方向上。
其他实施例处于随后的权利要求的范围中。
权利要求
1.一种可自接合的紧固件部件(10，11，32，34，90，100，120，121，123，127，129，139，142，146，170，174，350，370)，包括片状基底(14)；以及楔形可接合元件(12)阵列，该可接合元件从片状基底的至少一侧一体延伸，该可接合元件分别具有在元件的上边缘(17)处相连的可接合侧(18)和不可接合侧(20)；其中各个可接合元件的上边缘在俯视图中确定曲线，并且其中大部分元件的可接合侧定向于共同方向。
2.如权利要求1所述的紧固件部件，其中可接合元件沿着片状基底设置在至少一排(R)中，该排朝向所述单一边缘延伸。
3.如权利要求2所述的紧固件部件，其中元件设置在多排和多列的阵列中。
4.如权利要求2所述的紧固件部件，其中元件设置在多排中，相邻排的元件沿着它们各自的排彼此偏置。
5.如权利要求4所述的紧固件部件，其中相邻排的元件偏置了一排内的相邻元件之间的公称间隔的约一半。
6.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中俯视图中由上边缘确定的曲线基本上是具有固定曲率半径的圆形。
7.如权利要求6所述的紧固件部件，其中固定曲率半径为约0.25至约2.5厘米。
8.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中俯视图中由上边缘确定的曲线是由抛物线、椭圆线、双曲线及其混合组成的一组。
9.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中上边缘在片状基底的顶表面上的最大高度(H)为约0.025和约6.4毫米之间。
10.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中沿着片状基底垂直于所述单一边缘测量时，各个可接合元件的宽度(W)处于约0.13和约6.4毫米之间。
11.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中沿着片状基底平行于所述边缘测量时，各个可接合元件的长度(L)为约0.13和约2.54厘米之间。
12.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中各个紧固件元件的不可接合侧以约5和约45度之间的角度(α)从片状基底提升。
13.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中楔形元件的可接合侧悬伸于片状基底。
14.如权利要求13所述的紧固件部件，其中当在二分紧固件元件并垂直于片状基底的中平面中测量时，各个紧固件元件的可接合侧从上边缘朝向片状基底以约10至约45度之间的底切角(β)向下延伸。
15.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中可接合元件从片状基底的两相对侧向外延伸。
16.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，还包括楔形可接合元件近端的钩状突起。
17.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，还包括楔形元件近端的可接合钩子。
18.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中片状基底形成管，楔形元件从该管的曲面延伸。
19.如权利要求18所述的紧固件部件，其中曲面包括管的外表面。
20.如权利要求18所述的紧固件部件，其中曲面包括管的内表面。
21.如权利要求18至20中任一项所述的紧固件部件，其中管确定沿着其在片状基底的相对边缘之间的长度延伸的纵向间隙。
22.如上述权利要求中所述的紧固件部件，其中片状基底形成细长的U形结构。
23.如权利要求22所述的紧固件部件，其中楔形元件从U形结构的内表面延伸，大部分楔形元件的可接合侧背离U形结构的开放边缘指向。
24.如权利要求22所述的紧固件部件，其中楔形元件从U形结构的外表面延伸。
25.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中片状基底形成细长条带(610)。
26.如权利要求25所述的紧固件部件，包括只有单排的所述楔形元件，所述楔形元件都设置成其可接合侧指向条带的端部。
27.如权利要求25或26所述的紧固件部件，确定邻接条带一端的开口(645)，开口尺寸确定为穿过该开口接纳条带的相对端部。
28.如权利要求27所述的紧固件部件，还包括沿着开口一侧暴露的保持边缘(658)，保持边缘定位成当将条带的相对端部拉过开口时接合楔形元件的可接合侧，以阻止条带从开口移出。
29.如上述权利要求中任一项所述的紧固件部件，其中片状基底固定并叠置于弹性材料层上。
30.如权利要求29所述的紧固件部件，其片状基底是柔性的。
31.在组合分别根据权利要求1至26中任一项的两个紧固件部件中，将它们的楔形元件的可接合侧设置为彼此叠置，以阻止所述紧固件部件之间的剪切运动。
32.一种制造紧固件部件(10，11，32，34，90，100，120，121，123，127，129，139，142，146，170，174，350，370)的方法，该方法包括提供模制工具(58，215)，其确定从其外表面向内延伸的腔体(60)阵列；将可模制树脂(50)传输到模制工具的外表面；以及将可模制树脂压入模制工具的腔体中，从而形成可接合元件(12)，同时在模制工具的表面上形成树脂的基底(14)，该基底与可接合元件互连；其中腔体形成楔形的可接合元件(12)，各个楔形元件包括在元件的上边缘(17)处相连的可接合侧(18)和不可接合侧(20)，其中各个可接合元件的上边缘在俯视图中确定曲线，并且其中大部分元件的可接合侧朝向基底的单一边缘指向。
33.如权利要求32所述的方法，其中模制工具包括定位成邻近反转挤压辊(56)的可旋转模制辊(58)，以确定压力辊隙(54)，在该压力辊隙中可模制树脂被压入腔体中，以形成可接合元件。
34.如权利要求33所述的方法，还包括将片状材料与可模制树脂一起导入辊隙中，并且在辊隙中的压力下将可模制树脂层压于该片状材料上。
35.如权利要求34所述的方法，其中片状材料包括稀疏材料。
36.如权利要求32至35中任一项所述的方法，还包括将平面片状材料形成管，大部分可接合元件的可接合侧背离管的共同开放端(84)指向。
37.如权利要求32至36中任一项所述的方法，其中紧固件部件(610)为条带状，该方法还包括在紧固件部件一端形成开口(645)，该开口的尺寸确定为接纳紧固件部件的相对端；该紧固件部件包括沿着开口一侧的暴露的保持边缘(658)，该保持边缘定位成当将条带的相对端拉过该开口时接合楔形元件的可接合侧，以阻止条带从开口移出。
38.一种座位塑料块(126)，包括具有表面的柔韧材料，该表面具有由细长沟槽限定于两相对侧上的中心区域；以及根据权利要求1至31中任一项所述的紧固件部件，其布置于各个沟槽中并设置有其楔形元件的指向沟槽外的不可接合侧。
39.如权利要求38所述的座位塑料块，其中紧固件部件包括沿着各个沟槽延伸的细长U形结构。
40.如权利要求38或39所述的座位塑料块，其中紧固件部件(90，100)包括嵌入各个沟槽中的管状结构。
全文摘要
一种紧固件部件(10，11，32，34，90，100，120，121，123，127，129，139，142，146，170，174，350，370)具有片状基底(14)和楔形可接合元件(12)阵列，该可接合元件与片状基底表面一体模制。该楔形元件分别具有陡峭侧(18)和逐渐提升侧(20)，并且设置成其陡峭侧都以相同方向指向，从而该阵列可以接合相反指向的楔形元件的相似阵列，以阻止剪切运动。楔形件的末端边缘(17)在俯视图中是弯曲的。
文档编号A44B18/00GK1960653SQ200580011786
公开日2007年5月9日 申请日期2005年2月24日 优先权日2004年2月24日
发明者克里斯托弗·M·加兰特, 威廉·P·克卢恩 申请人:维尔克罗工业公司