專利名稱：珠寶飾物裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及珠寶飾物裝置，尤其涉及含有至少一段如形狀記憶合金一樣的形狀記憶材料的珠寶飾物。本發(fā)明還涉及適合于上述珠寶飾物制造和裝配的方法。
就珠寶戒指來說，如象征婚姻的戒指，戒指會在婚禮的過程中由一方給另一方佩戴上。盡管在很多情況下戒指可能只是一個簡單的金環(huán)，可能被銘刻，但它在傳統(tǒng)意義上卻意義非凡。婚戒簡單的外表也許正是許多夫婦喜歡珍存它們的原因。在珠寶和時尚設(shè)計的世界中人們渴求追尋的，但卻很難發(fā)現(xiàn)的是，在保存?zhèn)鹘y(tǒng)價值的同時對于諸如婚戒一樣長久以來建立的主題的詮釋。
同時還有和戒指相關(guān)的一些其它方面的問題，其中之一就是手指的膨脹問題，這個問題的產(chǎn)生可能會與疾病或如擠壓、碰撞或燒傷等事故有關(guān)，因此這也許會給取下飾物帶來極大的困難，并且由于它影響到血液循環(huán)，甚至造成進(jìn)一步的傷害。在這種情況下，為了取下戒指，就不得不將戒指截斷或使其變形，所以該戒指在修復(fù)后也可能永遠(yuǎn)不能恢復(fù)原狀，其重要的意義也隨之不復(fù)存在，或可能甚至變得毫無用處。此外，一些潛在佩戴者的無名指可能是變形的或畸形的，并且可能難以找到和佩戴/摘下合適的戒指。
同樣的問題對于其它如裝飾帶一樣的珠寶飾物來說也是不難想象的，其中包括手鐲。例如，盡管許多手鐲也可有諸如由許多邊組成的多邊形形狀等的其它形狀，但其帶形的形狀常常是剛性的圓形或橢圓形。為了將手鐲戴到手腕上，手鐲的截斷面常常要比佩戴者張開的手小。如果潛在佩戴者的手很大但手腕較細(xì)，那么將一個剛性的、封閉的手鐲戴上去會很不方便。另外，一些剛性的手鐲和耳環(huán)是能打開的，包括適于用手操作的擺動鉸鏈和閉鎖裝置，但這會使得使用復(fù)雜且易于損壞。
很明顯，人們渴望找到一種裝置，能夠解決如上討論的實用問題，即任何技術(shù)上可行且使用簡單的解決方法。為了達(dá)到這個目的，應(yīng)該牢記市場要求任何提供的解決方法也應(yīng)該是流行的，而不論它是否包括新的審美觀念或保留了傳統(tǒng)價值。
在EP-031070中，諸如戒指、手鐲等珠寶飾物帶狀物都是通過將形狀記憶金屬線的纏繞部分相交疊而制成的。為了在佩戴時保持其形狀，這些帶狀物一般都帶有裝飾物并且在其中使用了超彈性狀態(tài)的形狀記憶材料，這樣溫度的變化對于首飾的佩戴和摘除及是否合適都不會有什么影響。EP-0313070中的珠寶飾物一旦被佩戴在人體上，就成了一件靜態(tài)的裝飾物。雖然在佩戴期間暫時可能有所變形，但這種珠寶飾物僅利用了形狀記憶材料的超彈性性質(zhì)，因此對于它的外形和形狀保持性來說也就只能在適于佩戴的條件下使用。值得一提的是，這種裝置中所用的金屬線的規(guī)格是很細(xì)的(例如直徑為0.7mm)，同時在佩戴時用很小的作用力就能使帶狀物展開。這個很小的作用力的撤銷使這件首飾就可以恢復(fù)到其在自由空間中應(yīng)該實現(xiàn)的初始形狀。由于打開超彈性組件只需很小的作用力，因此具有不同大小的人或人體某部位(如手指、手腕)都可以佩戴這種珠寶。如果手指、手腕等人體部位比戒指/手鐲的內(nèi)徑粗，那么因為其中的形狀記憶金屬線的規(guī)格很細(xì)，超彈性組件也只會對人體的該部位施加一個很溫和的壓力。
因此，本發(fā)明提供了一件包括第一和第二實質(zhì)上相對的末端部分的珠寶飾物，所述珠寶飾物包括至少一段形狀記憶材料，利用其形狀記憶效應(yīng)對于預(yù)定溫度下的變化，使其在所述末端部分之間自動地作從打開狀態(tài)到閉合狀態(tài)的相對運動，在該打開狀態(tài)下所述末端通過適于裝配所述珠寶飾物的間隙隔開，在該閉合狀態(tài)下所述間被縮小以便裝配所述珠寶飾物。
所述相對運動可以適于會導(dǎo)致所述珠寶飾物外部可見形狀或結(jié)構(gòu)的改變。所述相對運動可以適于在一個平面內(nèi)發(fā)生，以至于例如所述珠寶飾物呈非螺旋狀，即所述末端部分優(yōu)選在同一平面內(nèi)移動，而且優(yōu)選在此之前、形成過程中或之后不會重疊。
于閉合末端部分的預(yù)定溫度可以在所述珠寶飾物佩戴者體溫的變化范圍內(nèi)。所述形狀記憶材料在上限或下限的溫度轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)可以表現(xiàn)出熱滯后作用，所述上限溫度轉(zhuǎn)變范圍是10℃或更小，優(yōu)選是7℃或更小，更優(yōu)選是5℃或更小。所述形狀記憶材料上限轉(zhuǎn)變可以具有介于18℃至23℃之間的起始溫度AS，而上限轉(zhuǎn)變可以具有介于23℃至30℃之間的終止溫度Af。
所述形狀記憶材料可以包括穩(wěn)定的形狀記憶材料，經(jīng)過調(diào)試可在打開與閉合狀態(tài)之間反復(fù)移動。
一旦所述珠寶飾物已經(jīng)實際上移入所述閉合狀態(tài)，從佩戴者身上取下所述珠寶飾物可能就會受到限制。在閉合狀態(tài)中的所述珠寶飾物能夠適于至少部分地或全部地抓住、夾住、刺穿或包圍所述佩戴者身體某部位。
所述相對運動適于使所述末端部分相互接合，在此狀態(tài)下所述末端部分在其間的鉗夾力作用下至少部分鄰接。所述末端部分可以包括卡口裝置，優(yōu)選是適于彼此嚙合的實質(zhì)上互補(bǔ)的卡口。
一個或兩個所述末端部分可以包括定位裝置，當(dāng)所述末端部分相互嚙合時，該定位裝置適于按照實際上預(yù)定的關(guān)系定位(align)所述末端部分。
所述珠寶飾物還可以包括閉鎖裝置，該閉鎖裝置適用于至少臨時地而且優(yōu)選可拆卸地將所述末端部分鎖進(jìn)所述閉合狀態(tài)。
所述珠寶飾物還可以包括指示裝置，該指示裝置適用于指示所述末端部分何時為打開狀態(tài)或閉合狀態(tài)。當(dāng)所述珠寶飾物處于所述閉合狀態(tài)時，所述指示裝置可以包括是顯示狀態(tài)或隱藏狀態(tài)中至少一種的標(biāo)記。
所述形狀記憶組件可以適于以一種實質(zhì)上作為樞軸(pivotal)的方式移動所述末端部分。
所述珠寶飾物可以適于在至少一個預(yù)定截面上被緊握或拉伸，并且，以這種方式，高于預(yù)定等級的握力和拉力使所述珠寶飾物向所述打開狀態(tài)移動。
在低于預(yù)定溫度施加的所述預(yù)定等級的力的影響下，所述末端部分可以從閉合狀態(tài)打開，所述形狀記憶材料在低于預(yù)定溫度時是假彈性狀態(tài)。例如，所述溫度可以包括用于所述形狀記憶材料的奧氏體相的結(jié)束轉(zhuǎn)變溫度Af，并且可以高于0攝氏度，優(yōu)選高于10攝氏度，更優(yōu)選在10攝氏度與30攝氏度之間。
所述珠寶飾物可以包括實質(zhì)上不采用形狀記憶材料的非活化部分，以至于所述珠寶飾物適于用被所述非活化部分操縱使其在至少一段預(yù)定時間內(nèi)實質(zhì)上不改變形狀，所以例如能夠手動裝配。
所述珠寶飾物可以包括裝飾帶狀物，其打開狀態(tài)包括實質(zhì)上是橢圓形的或擴(kuò)大的環(huán)形末端開口的形狀，其閉合狀態(tài)包括減小的間隙末端開口形狀或?qū)嵸|(zhì)上閉合的形狀。
所述珠寶飾物可以包括環(huán)狀物，其所述打開狀態(tài)包括實質(zhì)上是橢圓形的或擴(kuò)大的環(huán)形末端開口形狀，其閉合狀態(tài)包括實質(zhì)上閉合的圓形。該環(huán)狀物包括適于佩戴到手指或穿過身體部位如鼻子或耳朵的環(huán)組成。
本發(fā)明還提供了儲存和或裝配珠寶飾物的裝置，所述裝置包括溫度改變裝置，適于使所述珠寶飾物達(dá)到或超過所述珠寶飾物移入所述打開狀態(tài)所需的溫度。
所述溫度改變裝置可以包括適于容納所述珠寶飾物的冷卻室，以及適于在所述冷卻室中降低所述飾物溫度的熱交換裝置。
所述熱交換裝置可以包括電動散熱裝置，優(yōu)選便攜并適用于電池馬區(qū)動。
所述熱交換裝置還可以包括適于向所述打開狀態(tài)偏置戒指的偏置裝置。
本發(fā)明還提供了制造珠寶飾物的方法，該方法包括a)提供拉長的包括至少一段形狀記憶材料的細(xì)長材料；b)在所述材料的相對末端上形成第一和第二末端部分；c)將所述材料制成適合于佩戴至佩戴者身體部位的打開狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)下所述末端部分彼此相對地被間隙隔開；d)使所述形狀記憶材料適于當(dāng)高于預(yù)定溫度時使其末端部分向封閉狀態(tài)運動彼此相對移動，其中，所述間隙被縮小或者所述末端部分實質(zhì)上嚙合，借此，形狀記憶效應(yīng)被用于使所述珠寶飾物適合佩戴者，同時改變了所述珠寶飾物的外部可見形狀和結(jié)構(gòu)。
該方法包括為使所述末端部分在所述打開和閉合狀態(tài)之間重復(fù)運動而穩(wěn)定所述形狀記憶部分，優(yōu)選通過調(diào)試穩(wěn)定所述形狀記憶部分。
圖6是適用與本發(fā)明的實施例一起使用的制冷裝置的透視圖。
具有形狀記憶和/或超彈性的有機(jī)和金屬材料是為人們所熟知的。由具有形狀記憶功能材料制成的物品可以從初始熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)變形為第二熱不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此可以說這種物品在對于熱的應(yīng)用中具有形狀記憶，它能夠被從熱的非穩(wěn)定結(jié)構(gòu)恢復(fù)到或試圖恢復(fù)到初始的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，也可以說，它能夠“記憶”其初始形狀。
在諸多金屬合金中，擁有形狀記憶的能力實際上是這樣一個事實的結(jié)果，即隨著溫度變化這種合金會經(jīng)歷從奧氏體狀態(tài)向馬氏體狀態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變。從奧氏體相態(tài)到馬氏體相態(tài)的轉(zhuǎn)變顯示了溫度的滯后現(xiàn)象，參見

圖1中的說明。但是相態(tài)的轉(zhuǎn)變不能僅通過溫度的一個單一值而必須通過四個溫度來加以表征MS和Mf、AS和Af分別表示了馬氏體和可逆馬氏體(奧氏體)的轉(zhuǎn)變開始和結(jié)束溫度。因此，當(dāng)由這樣的合金制成的物品被冷卻到低于Mf溫度時，很容易從其初始結(jié)構(gòu)變形為新的結(jié)構(gòu)。所以，當(dāng)變形的物品被加熱時，開始于AS結(jié)束于Af溫度段它將恢復(fù)到初始結(jié)構(gòu)狀態(tài)。形狀記憶材料能夠被形成可依賴溫度激活的形狀記憶元件(SME)。
眾所周知，許多形狀記憶合金(SMA)也表現(xiàn)出超彈性。當(dāng)一個具有超彈性的SMA樣品在高于Af溫度(因此奧氏體狀態(tài)是穩(wěn)定的)但低于Md(即使在壓力下也能夠形成馬氏體結(jié)構(gòu)的最大溫度)下受壓時，它首先發(fā)生彈性變形，然后在一個臨界壓力時開始在壓力誘導(dǎo)馬氏體形成的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)變。當(dāng)釋放壓力時，馬氏體變得不穩(wěn)定并轉(zhuǎn)變回奧氏體，表現(xiàn)為樣品回復(fù)到它的初始形狀。與溫度誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變相類似，壓力誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變也表現(xiàn)出壓力滯后現(xiàn)象。
多數(shù)形狀記憶合金在馬氏體與奧氏體相轉(zhuǎn)變過程中總有一個很大的滯后現(xiàn)象。此外，轉(zhuǎn)變范圍{AS-Af}與{MS-Mf}是很大的。結(jié)果，SMA組件的狀態(tài)恢復(fù)可能就需要幾十?dāng)z氏度的溫度偏移或幾百MPa的壓力偏移。因此，對于包含形狀記憶組件的裝置，其活化和失活就需要幾十度(或幾百MPa)的溫度(壓力)偏移。例如，商業(yè)用的近乎等原子(equi-atomic)的二元鎳-鈦合金具有大約40℃的滯后寬度。而整個轉(zhuǎn)變范圍{Af-Mf}卻很容易就會超過60℃。
目前許多有關(guān)形狀記憶合金的申請都是采用等原子的二元鎳-鈦合金。這種二元鎳-鈦合金通常具有大約40的滯后寬度。一些關(guān)于在珠寶飾物中使用形狀記憶材料的現(xiàn)有技術(shù)的建議可以在DE-19934312與EP-0313070中找到，讀者可以從中參考到更容易理解本申請的內(nèi)容。
裝置的設(shè)計者們利用這些材料的重要的一點就是滯后曲線的上、下限轉(zhuǎn)變范圍{AS-Af}、{MS-Mf}是真實存在的。圖1示出為了從活化溫度Ta下的“打開”狀態(tài)轉(zhuǎn)變到失活溫度Td下的“閉合”狀態(tài)(反之亦然)，就必須對滯后現(xiàn)象和這兩個轉(zhuǎn)變范圍加以克服。較大的溫度轉(zhuǎn)變范圍會導(dǎo)致這種裝置的緩慢/停滯作用。這將會引向DE-19934312和EP-0313070建議的方法，其中滯后曲線的轉(zhuǎn)變范圍{AS-Af}與{MS-Mf}被設(shè)置以使描述的珠寶飾物僅被使用其超彈性的特性。
根據(jù)本發(fā)明，材料的形狀記憶效應(yīng)被用作使能技術(shù)應(yīng)用到珠寶飾物上，即將飾物置于其使用或活化狀態(tài)。這與現(xiàn)有技術(shù)相比，更多地使用了超彈性。而根據(jù)本發(fā)明的珠寶飾物的實施例包括了適于放置和至少臨時戴在佩戴者身體某部位的裝飾性帶狀物。這些裝飾性帶狀物的一個實施例是戒指，特別參照圖2至4披露了該戒指。
戒指10被制成包含形狀記憶材料的帶狀物12的形狀，戒指10具有包括打開狀態(tài)A的“冷”形(cold shape)或結(jié)構(gòu)，其中戒指10適于套到佩戴者的手指上。在打開狀態(tài)A，戒指實質(zhì)上是橢圓形或是擴(kuò)大的環(huán)形狀態(tài)。
如果戒指10以其活化形狀記憶材料展示出雙向形狀記憶效應(yīng)的方式形成，那么戒指10完全根據(jù)形狀記憶采取“冷”形(cold shape)或結(jié)構(gòu)。僅僅當(dāng)材料是合適的并且戒指10的溫度降至低于雙向形狀記憶材料的失活溫度Td時，這種情況才能發(fā)生。
戒指10在溫度高于Af時顯示出超彈性假彈性行為。當(dāng)戒指10在此溫度下被打開時，外力被去掉時，它將自動恢復(fù)其閉合形狀。然而，當(dāng)溫度低于Af尤其是接近或低于AS時，通過施加適當(dāng)?shù)膲毫θ缡菇渲?0從內(nèi)向外的偏移的力或是戒指10外部的拉力，戒指10進(jìn)入其打開狀態(tài)。去掉外力后，將不會恢復(fù)或只能部分恢復(fù)，并且戒指10仍然保持實質(zhì)上的打開狀態(tài)。當(dāng)戴上時，佩戴者手指的溫度使戒指10的溫度上升至Af，此時戒指10自動閉合以采用“熱”形(hot shape)或呈閉合狀態(tài)B的結(jié)構(gòu)B，這時戒指具有相對于打開狀態(tài)A縮小的直徑，并且在狀態(tài)B中戒指10圍繞佩戴者的手指。
用于形成帶狀物12的起始(starting)形狀記憶材料具有拉長的形狀，如金屬線形狀、帶狀等。帶狀物12相對的末端包括卡口14、16形式的末端部分，卡口14、16彼此相對，并且當(dāng)戒指10的溫度達(dá)到或超過預(yù)定水平時，相向運動至嚙合?？?4、16之間的相對運動發(fā)生在一個平面內(nèi)，例如，在相對運動過程發(fā)生之前、之中、之后卡口14、16以一種非螺旋的形式相互接觸，而不會重疊。
閉合后，卡口14、16至少會有部分鄰接并且在它們之間表現(xiàn)出夾緊力，這種力的存在使得如果卡口14、16能夠彼此通過(pass)，在熱形B(hot shape)中戒指10將有至少0.1mm的重疊，優(yōu)選0.5mm和更優(yōu)選1.0mm的重疊，更高等級的重疊在理論上也是可能的。經(jīng)過調(diào)試形狀記憶材料以最小化熱態(tài)B中多個循環(huán)中的殘余變化，戒指10會呈現(xiàn)為穩(wěn)定狀態(tài)。調(diào)試可能優(yōu)選是這樣的一個程度，殘余形變小于重疊，這使得戒指10可以被佩戴或摘除多次，而不會降低或失去珠寶飾物的佩戴質(zhì)量。夾緊力將帶狀物12的相對末端14、16夾在一起，使得在佩戴者或旁觀者看來戒指10似乎具有連續(xù)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的這一方面還有助于保持戒指尺寸的穩(wěn)定性，并且有助于使戒指10保持在對手指尺寸估計的嚴(yán)格容許限度內(nèi)。
可選擇地，卡口14與16可適于帶有指示裝置，該指示裝置可以是裝飾元件，如一對銘牌18、20的婚戒，分別代表結(jié)婚的雙方。該銘牌可由如金質(zhì)的銘牌組成，并可以多種方式固定在卡口14與16上，例如通過采用以下方法粘合、焊接、銅焊、氧炔焊、點焊、鉚釘、凹陷固定、釘牢、碾平。除銘牌18、20外，指示裝置可以包括直接銘刻在戒指10上的名字或其它標(biāo)記，例如銘刻在卡口14和16的側(cè)面。在打開的戒指10被戴在佩戴者的手指上后，銘牌18和20或者銘刻的名字將會相向運動，該運動將會吸引新人和作為婚禮當(dāng)事人的旁觀者。銘牌18、20或銘刻的名字還作為戒指10活化與去活的標(biāo)記，以其接合點指示卡口14、16的閉合。該指示裝置可以有不同的形式，而且確實可以互逆，例如使信息在打開狀態(tài)A可見，而在封閉狀態(tài)B不可見。還有進(jìn)一步的觀點，也可以與其它觀點結(jié)合，可包括這樣一條，即使貴重寶石在打開狀態(tài)A時清晰可見，而在閉合狀態(tài)B時部分或全部隱藏。這種方式下，也許只有佩戴者才知道封閉的標(biāo)記就在眼前，并且這個秘密能被用來增加特定婚禮的重要意義。
卡口14和16不過是帶狀物12末端相對的眾多形式的簡單的一種，但是優(yōu)選至少被成形或被處理以進(jìn)行精密配合，也就是，這種精密配合對于佩戴者與旁觀者來說都是極細(xì)微而難以察覺的，并且沒有視覺或感覺上的縫隙?？?4和16任意包括定位裝置，該定位裝置適于當(dāng)它們進(jìn)入嚙合或緊鄰狀態(tài)時，通過自動定心使相對的卡口14、16實質(zhì)上成一條直線。圖4示出了這樣的定位裝置的可仿效實施例，包括在一個卡口14上的榫釘14a，該榫釘14a能夠進(jìn)入定義在其相對的卡口16上的實質(zhì)一致的凹槽16a，可通過與榫釘14a和凹槽16a分別對應(yīng)的斜槽14b、16b實現(xiàn)自動定心。另外，該定位裝置還可包括關(guān)閉裝置，該關(guān)閉裝置可以增加更大的機(jī)械強(qiáng)度到卡口14、16的鉗合力，這可以幫助在此過程中戒指10向冷區(qū)偏移，并且可以得到握住和拉開狀態(tài)。這樣的關(guān)閉裝置也能夠給新婚夫婦帶來象征意義，在需要將戒指10摘下時，如在受傷的場合，這一過程優(yōu)選可逆。
一旦裝配，任何閉鎖裝置都允許戒指10可以很輕松地從佩戴者的手指上摘除，但是在偶然的情況下很難被摘除。然而，這將要求一個慎重的決定來采取適當(dāng)?shù)男袨檫^程。例如，戒指10的脫落受下列因素的影響，在有冰塊的冷的鹽溶液中使戒指10冷卻，或利用人力或利用如卡緊裝置或拉伸裝置的機(jī)械幫助將其打開。這樣的機(jī)械幫助可以包括適用于部分地使帶狀物12的至少一部分變平的鉗形裝置，或者是使用傳統(tǒng)鉗子的接合器。該裝置或接合器可以是用來使戒指10在初始條件下進(jìn)入打開狀態(tài)A的同樣的裝置。
顯而易見，選擇Af點以使鹽溶液的溫度適合佩戴者。然而，由于以下兩個因素，Af點不能太高。首先，如果Af點的溫度非常接近佩戴者的體溫，那么閉合動作將很難完成甚至不可能完成，如在婚禮過程中。第二，如果Af點的溫度不能高到使戒指10向打開狀態(tài)A移動的溫度?；谌缟显?，Af點的溫度如果高于30攝氏度的話，就會顯得過高了。方便起見，Af點的溫度優(yōu)選高于0攝氏度，更優(yōu)選高于10攝氏度，最優(yōu)選介于10攝氏度到30攝氏度之間。以這種方式，戒指10可以在打開狀態(tài)A時被取出，而當(dāng)裝配時進(jìn)入閉合狀態(tài)B。
可選地，戒指10可不全部由形狀記憶材料帶狀物組成，而應(yīng)只包括一段預(yù)定活化部分的12a材料。該裝置將活化部分12a材料安置在帶狀物12的底部，以此最佳位置引起卡口14平穩(wěn)的相對運動，使卡口14彼此相對移動并嚙合到一起。該選擇允許一個或更多實質(zhì)上缺少形狀記憶材料的非活化部分12b，有助于使戒指10增加活化時間，有助于婚禮上的贈送人。
在任何情況下，末端部分的閉合同時使珠寶飾物適合佩戴使珠寶飾物隨外界溫度變化而發(fā)生外部可視形狀與結(jié)構(gòu)的改變以達(dá)到實用的審美學(xué)外觀的標(biāo)準(zhǔn)。
為了防止其閉合并可能導(dǎo)致如在婚禮服務(wù)中的尷尬，應(yīng)小心控制根據(jù)本發(fā)明的戒指10的交付。通過將其充分冷卻至低于MS(如果它顯示雙向形狀記憶效應(yīng))的溫度，戒指10可被置于打開狀態(tài)A，或者在溫度等于或低于Af時更優(yōu)選通過機(jī)械作用力使其打開。假設(shè)使用機(jī)械外力的情況，優(yōu)選確保溫度低于Af，因為這樣可以減少戒指10損壞的幾率。
如上述所述，作用力將會被應(yīng)用作機(jī)械輔助而導(dǎo)致帶狀物12部分變形，該部分可能是活化部分12a。一旦打開，保持戒指10保持在狀態(tài)A并到狀態(tài)A結(jié)束就變得非常重要，溫度改變裝置100可設(shè)置有圖6所特別涉及的物品。
溫度改變裝置100包括室102，該室能容納戒指10并可以與由便攜式(未單獨示出)電池提供能源的電子操作冷卻線路104協(xié)作。也可采用不同于基于電力的裝置的冷卻形式，如自冷式二氧化碳組件(self-chilling CO2modules)。冷卻室102使戒指10保持在或低于介于大約0到20攝氏度之間的溫度。因此婚禮中一旦摘下戒指并使其處于打開狀態(tài)足夠長的時間，戒指就足夠冷了。
出于實用角度的考慮，優(yōu)選地是，溫度改變裝置100是不受干擾的，可導(dǎo)致需要電池。為了使能量消耗下降，在該適合的裝置的多種變化中，戒指10在封閉狀態(tài)B下可以被置于室中，并且溫度改變裝置100傳輸后關(guān)閉，這樣戒指10就完全處于室溫下。
出于審美角度的考慮，希望將溫度改變裝置100隱藏在禮品盒(未顯示)中。例如，當(dāng)戒指10用于和戒指贈送典禮相關(guān)的傳送和/或儲存時，該溫度改變裝置100和禮品盒可以以一種可歸還的方式被出借或出租。
當(dāng)臨近婚禮時，打開溫度改變裝置100冷卻戒指10使其溫度等于或低于Af，例如，介于大約0至20攝氏度之間。這是顯而易見的，即為了在婚禮上以打開狀態(tài)A提供戒指10，當(dāng)?shù)陀跍囟華f時，必須提供使其進(jìn)入打開狀態(tài)A的裝置。打開盒子后通過施加手動或輔助外力來完成，如上述所述，然后再把戒指放入盒子。如果忘記將導(dǎo)致尷尬的境地，優(yōu)選使戒指10置于打開狀態(tài)下，或提供適于自動地不受用戶干擾地打開戒指10的開啟裝置，這還能控制電池能量的消耗。例如，通過使用適于分別從戒指10的外側(cè)或內(nèi)側(cè)施加拉力或推力即可實現(xiàn)。當(dāng)溫度改變裝置100被打開并將戒指10冷卻到或低于戒指10的指示和偏移裝置采用的預(yù)定溫度時，施加的偏移足夠自動打開戒指10。
一種簡單的偏置方法可以是將彈性插入物壓入關(guān)閉的戒指10。另外一種方法是提供拉臂或推臂106、108，該拉臂或推臂被整合進(jìn)溫度改變裝置100，并通過如彈簧(未示出)一樣的偏置元件的裝置被偏置以在戒指10上施加開模力(opening force)。這樣的偏置元件優(yōu)選被隱藏，臂106、108在接近戒指10時是可以伸縮的，所以增加了現(xiàn)有的美學(xué)感染力。
另一個簡單可選的方法是在Af或低于Af的溫度下先打開戒指10，并將其夾進(jìn)打開位置，例如通過插入榫釘或?qū)⑵浞湃肜鋮s室的固態(tài)模板中。然而，本方法和上述方法相比不太令人滿意。
根據(jù)本發(fā)明的珠寶飾物的其它裝飾性帶狀珠寶飾物的實施例還包括手鐲、耳環(huán)、穿透人身體某部位的珠寶飾物和項鏈。當(dāng)這些帶狀珠寶飾物在較低的溫度下能輕松地佩戴上時，它們被打開并分別戴在人體的不同部位，在佩戴者體溫的作用下加熱并自動閉合。
和本發(fā)明的所有實施例類似，當(dāng)佩戴的時候飾物外表的形狀與結(jié)構(gòu)，從最初適于佩戴的狀態(tài)到實際使用的狀態(tài)發(fā)生變化。外部形狀或結(jié)構(gòu)的變化可實現(xiàn)一個或兩個功能性的或?qū)徝缹W(xué)的目的。
現(xiàn)在討論這種帶狀珠寶飾物其它特征，大多數(shù)是共性的，而且類似于剛剛討論過的戒指10。該帶狀珠寶飾物(需要與其它組件相結(jié)合)可以非常好的佩戴于人體各部位的不同位置，而不用任何其它的擺鏈、精制的手工鎖、螺釘?shù)?。它可以在高溫時閉合或延展，在低溫時開放或收縮。并且形狀與結(jié)構(gòu)將隨溫度的改變而相應(yīng)地變化。
現(xiàn)在參考圖5，根據(jù)本發(fā)明，手鐲被以帶狀物60的形式制成，還包括一部分形狀記憶材料。帶狀物60包括打開手鐲形狀的實質(zhì)上剛性的結(jié)構(gòu)，打開的手鐲由包括帶、條或線的初始材料形成，帶、條或線被彎曲為實質(zhì)上是圓形或橢圓形的非重疊的帶形。當(dāng)然，也可以做成其它多邊形的形狀。一對實質(zhì)上互補(bǔ)的球形片62、64的末端部分在帶狀物60相對端上形成，例如當(dāng)材料被彎曲圍繞前者時，隔著間隙彼此相對。
形狀記憶材料適于使帶狀物60處于閉合狀態(tài)，該閉合狀態(tài)包括“熱”形(hot shape)或結(jié)構(gòu)B；打開狀態(tài)包括“冷”形(cold shape)與結(jié)構(gòu)A。在“冷”形狀A(yù)，帶狀物是橢圓形的或拉長的圓形的末端打開的形狀A(yù)，其中，球形片62、64被間隙66分開，間隙66足夠讓佩戴者的身體某一部分(如手腕)穿過。在“熱”形B(hot shape)時，帶狀物表現(xiàn)為閉合的形狀B，為橢圓形或圓形形狀B，具有從冷A的間隙66縮減的內(nèi)間隙66’，以限制從身體部位上摘取帶狀物60。因此，位于圓球形末端部分62、64之間的間隙66、66’可以在由“冷”形A到“熱”形B轉(zhuǎn)變時縮小，同樣也可以在由“熱”形B到“冷”形A轉(zhuǎn)變時擴(kuò)大，因此可以通過改變外部可見形狀或結(jié)構(gòu)，同時實現(xiàn)佩戴/摘下珠寶飾物時美觀的外在效果。本發(fā)明的任何一個實施例都有共性，即珠寶飾物為非螺旋形的，且其末端部分能以一種彼此相對的關(guān)系相對運動，并優(yōu)選在實質(zhì)上相同的平面內(nèi)進(jìn)行。
當(dāng)戴上(或摘下)帶狀物60時，如果還沒有處于打開狀態(tài)A，帶狀物60那么它可以通過人為的作用使其在低于預(yù)定溫度時變形，從而進(jìn)入“冷”形A。該冷卻過程可以通過浸入鹽溶液、冰(或是冷的)水、冰冷的噴霧或其它類似方法實現(xiàn)。
因此，為了使佩戴者順利戴上飾物，就必須將帶狀物置于打開狀態(tài)A下，然后加熱帶狀物20使其至封閉狀態(tài)B。例如，加熱過程由體溫來完成，帶狀物20將自動從冷形A轉(zhuǎn)移至熱形B。因此可看出，以和上述討論戒指10類似的方式，形狀記憶效應(yīng)被用作戴/摘珠寶飾物的原理，即將末端部分移進(jìn)或移出使用中的或已佩戴的狀態(tài)B，而同時改變其外部可視的形狀或結(jié)構(gòu)。優(yōu)選通過調(diào)試穩(wěn)定該形狀記憶材料，以至于可隨時重復(fù)地佩戴或摘除。
該形狀記憶材料由金屬合金組成，形狀記憶基本材料處理過程是為了在必要的范圍內(nèi)具有轉(zhuǎn)變溫度AS、AF、MS和MF。在優(yōu)選實施例中，手鐲60可以在較低溫度時打開并在室溫或略高于室溫情況下保持打開形狀。這樣具有打開形狀的手鐲60易于存儲和運輸。而對于這一方案的技術(shù)要求是AS、AF應(yīng)當(dāng)足夠高。可以意識到，這種冷卻儀器與或夾持裝置和上述的類似，適用于手鐲60與其它帶狀物。
身體溫度與AF的溫差越大，從冷形(cold shape)向熱形(hotshape)的形狀變化就越快。這樣，從實用和審美的角度來說就需要有一個足夠快的作用力。因此，AF必須遠(yuǎn)低于體溫。從實用角度講，手鐲應(yīng)能在一個足夠高的溫度下打開。因此，AS必須足夠高。
綜合上述要求，逆向轉(zhuǎn)變的溫度范圍優(yōu)選很小，當(dāng)然，這也是從審美和實用角度來考慮的。例如，優(yōu)選的是，AS接近22℃(介于18℃和25℃之間)，AF接近于28℃(介于23℃至30℃之間)。AF與AS之間的溫差優(yōu)選是10℃或更小，更優(yōu)選是7℃或更小，最優(yōu)選是5℃或更小。其原因是這樣的手鐲可以在低于AS的溫度下打開。因此，AS的溫度不能太低，否則會給佩戴者帶來不方便。相同或類似的考慮可應(yīng)用于適合制造根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的珠寶飾物的材料，比如以上討論的戒指10。
用于本發(fā)明的珠寶飾物眾多實施例的形狀記憶材料可以由許多形狀記憶材料制成。
例如二元鎳鈦(縮寫為Ni-Ti)；含有其它合金元素的鎳鈦合金；含有其它合金元素的鎳鈦銅合金；鎳鈦銅鉻；銅為基本元素的形狀記憶合金，例如含有其它合金元素的CuZnAl與CuAlNi；以及金為基本元素的形狀記憶合金。
多數(shù)形狀記憶合金的轉(zhuǎn)變溫度依賴于組成物和處理工藝。為了獲得合適的轉(zhuǎn)變溫度，必須選擇合金的適宜組成和適當(dāng)?shù)募庸すに嚒?br> 對于珠寶飾物制造，最初的材料是具有合適大小、由合適的合金經(jīng)適宜工藝(見前文)制成的金屬線、帶狀物及類似物。帶狀物的進(jìn)一步制造還包括以下幾個步驟，如(i).形狀預(yù)設(shè)處理；(ii).額外熱處理；(iii).拋光與上色過程；(iv).添加其它物品。以上給出的順序只是指導(dǎo)性的，其它順序以此類推。
考慮到形狀與結(jié)構(gòu)的設(shè)置處理，在這一步驟，形狀記憶元件被設(shè)置為熱形B。它通常包括(i).具有合適形狀的金屬軸的制造，(ii).將形狀記憶元件固定到軸上或其周圍，(iii).適當(dāng)溫度下將軸和固定好的形狀記憶元件一起放入熔爐或類似物中(熔鹽池等)一段時間，(iv).冷卻并將形狀記憶元件從軸中取出。之后，形狀記憶元件就具有了所需的熱形。以基本元素為Ni-Ti的合金為例，除其它程序外，熱處理溫度和時間一般為在400-550℃持續(xù)2至30分鐘。需要其它的熱處理工藝來改變轉(zhuǎn)變溫度或形狀記憶元件的延展性。
出于審美考慮，拋光和上色處理是必須的。研磨和拋光(電拋光和機(jī)械拋光)可以獲得金屬顏色。對于基于Ni-Ti的元件，通過適當(dāng)熱處理可以獲得黃色、藍(lán)色、黑色及中間色。經(jīng)過涂層和繪色也可以得到不同的顏色。
可以把其它物品與形狀記憶元件結(jié)合起來。例如，鉆石、金球及其它都可以放在形狀記憶元件上以增添藝術(shù)效果。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實施例進(jìn)行了說明，但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改和變化由所附的權(quán)利要求書和等同物的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求
1.包括第一和第二實質(zhì)相對的末端部分的珠寶飾物，所述珠寶飾物包括至少一段由形狀記憶材料制成的部分，所述形狀記憶材料在高于預(yù)定溫度時適于利用形狀記憶效應(yīng)，使其在所述末端部分之間自動地作從打開狀態(tài)到閉合狀態(tài)的相對運動，其中，在所述打開狀態(tài)，所述末端部分通過適于配戴所述珠寶飾物的間隙隔開，在所述閉合狀態(tài)，所述間隙被縮小，以便裝配所述珠寶飾物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的珠寶飾物，其中所述相對運動適于導(dǎo)致所述珠寶飾物的外部可見形狀或結(jié)構(gòu)的變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的珠寶飾物，其中用于使末端部分閉合的所述預(yù)定溫度在所述珠寶飾物的佩戴者的體溫變化范圍內(nèi)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一所述的珠寶飾物，其中所述形狀記憶材料表現(xiàn)出具有上限和下限溫度轉(zhuǎn)變范圍的熱滯后作用，所述上限溫度轉(zhuǎn)變范圍是10℃或更低，優(yōu)選是7℃或更低，更優(yōu)選是5℃或更低。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的珠寶飾物，其中所述形狀記憶材料具有在18℃至23℃范圍內(nèi)的上限轉(zhuǎn)變起始溫度AS。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的珠寶飾物，其中所述形狀記憶材料具有在23℃至30℃范圍內(nèi)的上限轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Af。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述形狀記憶材料包括穩(wěn)定的形狀記憶材料，經(jīng)調(diào)試適于在所述打開和閉合狀態(tài)之間作往復(fù)運動。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中只要所述珠寶飾物實質(zhì)上已移入所述閉合狀態(tài)，那么從佩戴者身上摘下所述飾物將受到限制。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中處于所述閉合狀態(tài)的所述珠寶飾物適于至少部分地抓住、夾住、刺穿或包圍佩戴者身體的某一部位。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述相對運動適于實質(zhì)上發(fā)生在一個平面內(nèi)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述相對運動適于使所述末端部分嚙合到一起，且在此狀態(tài)下所述末端部分在其間的鉗合力的作用下至少部分鄰接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的珠寶飾物，其中當(dāng)所述末端部分嚙合時，一個或兩個所述末端部分包括以實質(zhì)上預(yù)定的關(guān)系定位所述末端部分的定位裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的珠寶飾物，還包括適于將所述末端部分至少暫時地且優(yōu)選可拆卸地鎖進(jìn)所述閉合狀態(tài)的閉鎖裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一所述的珠寶飾物，還包括適于指示所述末端部分何時處于打開或關(guān)閉中的至少一個狀態(tài)的指示裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的珠寶飾物，其中當(dāng)所述珠寶飾物處于所述閉合狀態(tài)時，所述指示裝置還包括表示顯示或隱藏中的至少一個狀態(tài)的標(biāo)記。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述形狀記憶部分適于以實質(zhì)上作為樞軸的方式移動所述末端部分。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述珠寶飾物適于在至少一個預(yù)定部分上被握緊或拉開，并且以高于預(yù)定等級的握力或拉力向所述打開狀態(tài)移動珠寶飾物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的珠寶飾物，其中在低于預(yù)定溫度下施加所述預(yù)定等級的力的影響下，所述末端部分適于從閉合狀態(tài)被打開，在所述預(yù)定溫度，所述形狀記憶材料是假彈性狀態(tài)。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述珠寶飾物包括實質(zhì)上不采用形狀記憶材料的非活化部分，以至于所述珠寶飾物適于用所述非活化部分控制并且至少在一段預(yù)定時間段內(nèi)沒有形狀變換，因此能夠用手操作。
20.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述珠寶飾物包括裝飾帶狀物，所述裝飾帶狀物的所述打開狀態(tài)包括實質(zhì)上是橢圓形或擴(kuò)大的環(huán)形末端開口形狀，并且所述裝飾帶狀物的閉合狀態(tài)包括縮小的間隙末端開口形狀，或?qū)嵸|(zhì)上閉合的形狀。
21.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物，其中所述珠寶飾物包括環(huán)狀物，所述環(huán)狀物的打開狀態(tài)包括實質(zhì)上是橢圓形或擴(kuò)大的環(huán)形末端開口形狀，并且所述環(huán)狀物的閉合狀態(tài)包括實質(zhì)上閉合的圓形。
22.用于根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的珠寶飾物的存放和/或裝配裝置，所述裝置包括溫度改變裝置，所述溫度改變裝置適于使所述珠寶飾物達(dá)到或超過所述珠寶飾物移入所述打開狀態(tài)所需的溫度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述溫度改變裝置包括適于容納所述珠寶飾物的冷卻室，以及適于在所述室內(nèi)降低所述珠寶飾物溫度的熱交換裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的裝置，其中所述熱交換裝置包括電動散熱裝置，優(yōu)選便攜并可用電池驅(qū)動。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中任一個所述的裝置，還包括適于朝所述打開狀態(tài)偏置其中的環(huán)狀物偏置裝置。
26.制造珠寶飾物的方法，包括a)提供包括至少一段形狀記憶材料的細(xì)長的材料；b)在所述材料的相對端形成第一和第二末端部分；c)將所述材料制成適于佩戴至佩帶者身體部位的打開狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)下所述末端部分實質(zhì)上彼此相對地被間隙分開；以及d)高于預(yù)定溫度時，使所述記憶材料適于在至少一個所述末端部分向閉合狀態(tài)移動，在所述閉合狀態(tài)所述間隙被縮小或所述末端部分實質(zhì)上嚙合，由此形狀記憶效應(yīng)被用來將所述珠空裝飾佩戴至佩戴者，同時改變所述珠寶飾物的外部可見形狀或結(jié)構(gòu)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，包括為了使所述末端部分在所述打開和閉合狀態(tài)之間作重復(fù)的運動，穩(wěn)定所述形狀記憶部分，優(yōu)選通過調(diào)試穩(wěn)定所述形狀記憶材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括第一和第二實質(zhì)上相對的末端部分(14、16)的珠寶飾物(10)，至少一個末端部分被從打開狀態(tài)A移向閉合狀態(tài)B，處于打開狀態(tài)A時末端部分(14、16)被分開；而處于閉合狀態(tài)B時，末端部分(14、16)被縮小的間隙分開或者使末端部分(14、16)完全嚙合。該珠寶飾物(10)至少包括由形狀記憶材料制成的部分(12a)，并且該形狀記憶材料在達(dá)到或高于預(yù)定溫度Ta時，使末端部分(14，16)彼此相對。這將優(yōu)選發(fā)生在當(dāng)該形狀記憶材料被置于佩戴者身體部位時，該形狀記憶效應(yīng)被用于和佩戴者的體溫協(xié)作以便佩戴珠寶飾物，同時還導(dǎo)致珠寶飾物的外在可視形狀和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
文檔編號A44C5/00GK1458831SQ02800574
公開日2003年11月26日 申請日期2002年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月8日
發(fā)明者蒂埃里·霍爾曼, 魯?shù)稀に顾柭?申請人:菲利普·巴薩米安, 蒂埃里·霍爾曼