本申請要求申請日為2014年5月29日，名稱為“MAGNETIC SNAP FASTENER”，序列號為62/004,874的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用結(jié)合該申請的全部內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及簡化結(jié)構(gòu)的磁性按扣緊固件，且更具體地涉及用于衣物的互鎖磁性按扣緊固件。

背景技術(shù)：

衣服上的重疊衣襟通常使用紐扣來固定。該領(lǐng)域中已經(jīng)對開發(fā)簡化方式表現(xiàn)出了很大的興趣。拉鏈?zhǔn)瞧渲械囊环N。使用通過微小的鉤和環(huán)固定在一起的合成材料是另一種方法。這些方法中沒有一種克服了由受限的手動靈巧性所經(jīng)歷的困難，例如承受關(guān)節(jié)炎，帕金森病，肌肉萎縮癥等疾病的人。使用拉鏈需要良好的運動技能。鉤和環(huán)連接件，以及機械按扣需要力量和操作協(xié)調(diào)性。此外，鉤和環(huán)連接件需要手眼協(xié)調(diào)性以避免不對準(zhǔn)。

磁吸扣已經(jīng)用于錢包，皮帶，且近來也用于衣服并且提供了一些顯著的優(yōu)點。其提供了潛在的快速扣并且簡化了兩片撓性材料之間的分離。為了該目的，分別附接至兩個片材中的一個的兩個磁體被定向為一個的北極對另一個的南極。可選地，將相對的鐵磁材料件吸引的磁體實現(xiàn)該相同的結(jié)果。

在現(xiàn)有的使用磁體的嘗試中，具有容納環(huán)形磁體的凹部的殼體被吸引至第二個類似地被容納的磁體或者鐵磁材料，其具有進入凹部并且與殼體一體形成的相應(yīng)突起(例如參見，Reiter的美國專利5,722,126(1998))。在這些緊固件中的磁體需要被視覺地定向和引導(dǎo)以完成連接。

為了將該兩個磁體構(gòu)件固定至撓性材料(例如，織物)，曾經(jīng)使用的方式中包括螺釘，鉚釘和撓性腿。這些裝置是附接至或者結(jié)合至上述殼體。以這樣的方法固定的殼體在尖的邊緣接觸身體時引起不舒服，且該殼體沒有總體地附接至紡織品，其使得形成所穿衣服的塊。此外，其制造是復(fù)雜和昂貴的，且因此通常用于皮帶和錢包。該緊固方法存在于現(xiàn)有技術(shù)的Reiter的美國專利5,722,126(1998)，Kohn的美國專利5,987,715(1999)，和Wong等的美國專利7,178,207(2012)中。

這些殼體中的一些結(jié)合環(huán)形磁體，并且具有讓線穿過的孔的中心孔徑，以讓該殼體被縫至材料，例如衣服。用于包圍扣的這幾個片材需要復(fù)雜的機器制造和組裝，且得到的扣是重的。此外，兩個連接的殼體的結(jié)合厚度占據(jù)了一定尺寸的空間并且產(chǎn)生間隙。該間隙不利于將其用于襯衫和褲子，這是由于除了顯示不常見的外觀和損失了舒適感之外，該間隙讓冷空氣進入。例如參見Reiter的美國專利5,722,126(1998)，和Wong等的美國專利7,178,207(2012)。

之前引用的現(xiàn)有技術(shù)中沒有一個可有利地翻新現(xiàn)有的衣服。此外，沒有一個適用于結(jié)合至常規(guī)的，基于紡織品的衣服，其包括當(dāng)前穿著的大部分衣服。

由于磁體由較厚的殼體或者被容納其的分隔物保持，所以在過去難以形成合適的薄的殼體，用于磁性地固定衣服。該不利的厚度或分隔物阻止了磁性吸引的兩個表面之間的直接接觸，需要磁體具有較大尺寸以彌補不能直接接觸的損失，進一步增大了總體尺寸和重量。例如參見，Aoki的美國專利6,215,381(2001)和Wong的美國專利6,226,842(2001)。

最近，縫入相對的紡織口袋的磁體以減小厚度和改善不美觀的外觀。該具體的連接形式具有顯著缺點。在受到橫向力時，兩個織物表面發(fā)生滑動和分離，因為沒有磁體的積極接合以防止其發(fā)生。此外，由于至少兩層織物將兩個磁體分開不再接觸，所以必須使用足夠大的尺寸的磁體來克服該分離。包括這種類型的緊固件的衣服不能由使用起搏器的人穿著，這是另一個缺點。關(guān)于該緊固件的參考是非專利文獻，Alex Greig，Wife of Parkinson’s Sufferer Invents Magnetic Shirt Which Closes Buttons Automatically,Daily Mail.com(2013年7月4日)，以及Horton的美國專利2014143985。

因此，需要用于服裝的新的和改進的緊固件以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供用于服裝的簡化構(gòu)造的互鎖磁性按扣緊固件。本發(fā)明的磁性緊固件包括最小厚度的兩個匹配的磁性吸引元件。在第一元件中的容納有磁體或者鐵磁盤的中心凹部用于讓從第二元件突起的相對磁體進入和接合。在凹部中接合防止在第一和第二元件之間的橫向移動和分離。在磁體之間，或者可選地在第一元件的鐵磁盤和第二元件的突起磁體之間，產(chǎn)生磁力場。在第二元件中的磁體被吸引以橫向滑動，進入第一元件的凹部，且當(dāng)設(shè)置成接近凹部時與其對應(yīng)件磁性對齊接觸。

在本發(fā)明的磁性緊固件中的磁力可被觸覺地感知到以引導(dǎo)定位，且兩個元件的正確結(jié)合可通過聽覺的咔噠聲確認(rèn)或者僅僅是接合。不需要視覺引導(dǎo)，并且僅需要最少的手動協(xié)調(diào)來將本發(fā)明的磁性緊固件的第一和第二元件匹配。本發(fā)明的磁性緊固件對于視覺缺陷，身體缺陷，或者具有該兩種缺陷的人是理想的。此外，緊固件僅在需要其所固定的服裝的最外襟片上的輕的，向外的拉力即可移開裝備有該緊固件的該衣物。

如以下進一步示出的，本發(fā)明的磁性緊固件與現(xiàn)有技術(shù)的緊固件相比是易于操作的，具有更輕的重量，更薄，且生產(chǎn)更加經(jīng)濟。不需要視覺或者精確的實體對齊來產(chǎn)生扣合，一旦閉合，則磁體按扣可防止橫向移動。

磁性緊固件進一步設(shè)計成通過常規(guī)的縫紉機來附接至紡織物，用于新的衣服或者翻新現(xiàn)有衣服。此外，緊固件可固定在常規(guī)紐扣后面，從而其使用是不易察覺的，且不會吸引穿著者的不必要注意。由于緊固件可通過針線或縫紉機而容易地翻新現(xiàn)有衣服，所以如果例如使用者難以扣上常規(guī)的扣子，則使用者可將緊固件附接至現(xiàn)有衣服，而不是拋棄衣服。本發(fā)明還使用不會影響起搏器的小的磁體。

本發(fā)明的按扣的制造是容易的，基本僅需要兩個步驟，兩個插入，這可使用同一氣動壓力機而完成，使得生產(chǎn)成本低廉。該制造僅需要少量的材料，使得該緊固件制造經(jīng)濟。最后，緊固件可構(gòu)造為不會生銹且可進行常規(guī)的水洗和/或干洗而沒有有害效果。

通過查看以下附圖和具體說明，本發(fā)明的其它裝置，設(shè)備，系統(tǒng)，方法，特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。所有的該其它系統(tǒng)，方法，特征和優(yōu)點都旨在包括在本說明中，包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，且由所附權(quán)利要求保護。

附圖說明

通過參考附圖，可更好地理解本發(fā)明。附圖中的構(gòu)件不必按比例，而是用于示出本發(fā)明的原理。在附圖中，在不同視圖中相似的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。

圖1是縫至片材的本發(fā)明的磁性緊固件的兩個元件的一個示例的透視圖。

圖1a是圖1的磁性緊固件的接收元件的平面視圖。

圖1b是圖1的磁性緊固件的插入元件的平面視圖。

圖1c是為了接合而對齊的沿著圖1a的線1c-1c(6)截取的接收元件和沿著圖1b的線1c-1c(8)截取的插入元件的橫剖視圖。

圖1d是圖1的緊固件的插入元件的橫剖視圖，其中示出了通過線將插入元件縫至片材的方式。

圖2是形成根據(jù)本發(fā)明的磁性緊固件的兩個元件的另一示例的平面視圖。

圖2a是沿著圖2的線2a(10)截取的接收元件和沿著圖2的線2a(8)截取的插入元件的橫剖視圖。

圖2b是圖2的接收元件的平面視圖，示出了其通過線固定至一片材和固定至常規(guī)扣子。

圖2c是圖2的接收元件的橫剖視圖，示出了其通過穿過片材的中間片至常規(guī)扣子的線而固定。

具體實施方式

以下結(jié)合圖1和2，及其子圖對本發(fā)明的磁性緊固件的多個示例進行說明。如以下將進一步說明的，本發(fā)明的磁性緊固件1由兩個元件6,8構(gòu)成。該元件6,8被設(shè)計成具有最小的厚度且通過突起和接收磁體而以消除滑動和意外地松脫的方式而吸引其對應(yīng)件。

圖1是縫至片材2的本發(fā)明磁性緊固件1的兩個元件6、8的一個示例的透視圖。磁性緊固件1的該兩個元件6,8示出為以相反的方向定向，并且各自通過線12固定至一塊片材2。元件6被稱作接收元件，且元件8被稱作插入元件。兩個元件6、8均包括板16、26，其由非磁性材料制成，且具有用于接收相反極的磁性盤22、28的中心開口24(圖1a和1b)。在接收元件6中，磁性盤22以凹進的方式被設(shè)置中心開口24中。在插入元件8中，磁性盤28被設(shè)置在中心開口24中，從而磁性盤28的一部分向外突起超出板26的前表面。在板16、26中的孔20允許使用例如線12將板16、26固定至材料2。

該兩個元件6、8具體地在圖1a，圖1b，圖1c和圖1d中詳細(xì)示出。圖1a和1b以平面視圖示出了圖1的兩個元件6和8。圖1a是圖1的磁性緊固件1的接收元件6的平面視圖。圖1b是圖1的磁性緊固件1的插入元件8的平面視圖。

如圖1a所示，接收元件6包括具有中心開口24的板16。該中心開口24稍稍地大于從插入元件8突起的磁體28(圖1b)的直徑，如以下將具體地說明的。釹盤形磁體22凹進在開口24中。該盤形磁體22的厚度小于中心開口24的深度，在板16中形成用于接收插入元件8的磁體28的凹部18。開口24的尺寸被設(shè)置成稍稍地大于磁體28的直徑，以允許磁體28進入且保持在開口24中。

在一個示例中，開口24中凹進的磁體22的直徑可以是比插入元件8的磁體28(圖1b)大大約0.8mm(1/32”)，且具有大約0.8mm(1/32”)的厚度。接收元件6的板16和插入元件8的板26可由熱塑材料形成，例如，共聚酯。在該示例中，板16和26可大約具有1.6mm(1/16”)的厚度。這樣，當(dāng)磁體22被插入中心開口24且磁體22的背面與板16的背面平齊時，在中心開口24中形成0.8mm(1/32”)凹部18，用于接收插入元件8的磁體28。

釹磁鐵可用作磁體22，因為其以其尺寸施加的大的吸引力?？蛇x地，由類型430FR或430F的鐵素體不銹鋼構(gòu)成的1.3mm(3/64”)厚度的盤可以替代接收元件6的平坦盤磁體22。還可使用馬氏體不銹鋼但不會得到很強的結(jié)合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)應(yīng)用磁體緊固件1的尺寸可改變，且因此，磁體22和凹進開口24的尺寸也可改變。僅為了示意的目的和僅示出本發(fā)明的應(yīng)用的一個示例而提供以上尺寸。

平面盤磁體22，或者可選地，鐵磁盤，可通過過盈配合(也稱作壓配合)而固定至板16的中心開口24中。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解也可使用其它方式將磁體22固定至中心開口24中，包括但不限于將其模制進入熱塑材料或者通過使用粘合劑。磁體22的平行表面中的一個是與板16的一個表面共面的。板16,26可以是任何形狀，然而，在各端設(shè)置兩個孔的基本矩形形狀可使用常規(guī)縫紉機和線12而容易地連接。

如圖1b所示，插入元件8包括板26，其可由與以上所述相似的熱塑性材料形成。該板26具有中心開口24和等級N42或更強的釹磁鐵盤28。在該示例中，磁體盤28可具有4.8mm(3/16”)直徑，和2.4mm(3/32”)厚度。也可使用其它直徑和厚度。如上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到磁體緊固件1的尺寸可根據(jù)應(yīng)用而改變，且因此磁體28和凹進開口24的尺寸可改變。以上尺寸僅為了示意的目的而提供，且僅表示本發(fā)明的一個應(yīng)用的示例。

與磁體22相似，磁體盤28可通過過盈配合(或者稱作壓配合)而固定至插入元件8的中心開口24。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解也可使用其它方式將磁體28固定至中心開口24中，包括但不限于將其模制在熱塑材料中或者通過使用粘合劑。可選地，板26可以是平坦的，沒有中心開口24，且磁體28可直接粘接至平坦板26的前表面。

在所示的示例中，磁體28被插入板26的中心開口24中。當(dāng)插入時，釹磁鐵28的兩個平行表面中的一個是與板26的一個表面共面的，從而磁體28與板26的一個表面平齊且向外突起超出板26的另一表面。根據(jù)以上尺寸，在該示例中，磁體28將向外延伸，超出板26的前表面約0.8mm(1/32”)。

為了將板16、26固定至材料，板16、26可包括穿透板的四個孔20，從而為線12提供通道。板16、26可以是任何形狀，然而，包括但不限于和與圖1及其子圖相關(guān)所示和所述的矩形形狀。此外，如以上所述，磁體28的直徑被尺寸設(shè)置成比中心開口24的內(nèi)直徑小至少0.8mm(1/32”)，以讓其進入并接合接收元件的磁體22。在該示例中，由于磁體28的直徑為4.8mm(3/16”)，所以磁體24的直徑大約為5.5mm(7/32”)。

圖1c是沿著圖1a的線1c-1c(6)截取的接收元件和沿著圖1b的線1c-1c截取的插入元件8相對地對齊的橫剖視圖。在圖1c和1b中，接收元件6和插入元件8被定向在如該二者之間的雙向箭頭所指示的可結(jié)合或分離的位置。如所示，當(dāng)接合時，磁體28的突起部分27進入凹部18，且與接收元件6的磁體22的表面直接接觸。

圖1d是圖1的緊固件的插入元件的橫剖視圖，示出了通過線將插入元件縫至片材的方式。圖1d以剖面示出了圖1a的元件8，示出了怎樣使用線12將其附接至片材2。

如上所述，釹磁鐵可用于磁體22、24。盡管可使用其它磁鐵，然而生產(chǎn)釹磁鐵且通過鍍鎳，環(huán)氧涂層或者該二者而保護其避免氧化。也可使用其它無機涂層。1.6mm(1/16”)厚度的熱塑板看起來與大部分材料配合良好，然而，更厚的材料需要更厚且更大的磁性緊固件1，且更薄的材料可更好地適用于較小的磁性緊固件1。根據(jù)應(yīng)用，外尺寸可改變。對于接收元件6和插入元件8的外尺寸的一個可接受尺寸為8mm(3/8”)×16mm(5/8”)。兩個元件6和8可被設(shè)置成相同的尺寸，且可精確地沖壓或者通過注模而形成。

在操作中，當(dāng)插入元件8被設(shè)置在接近接收元件6的任何位置時，磁體28滑至自動地與凹部18中的磁體22對齊，且由于強大的力場而使得磁體28與磁體22的表面完全接觸，該強大的力場吸引兩個釹磁鐵且推動其在其共有的磁體軸線上居中地連接。

圖2是根據(jù)本發(fā)明形成磁性緊固件3的兩個元件8、10的另一個示例的平面視圖。在該示例中，接收元件10包括具有中心開口36的熱塑材料38的環(huán)。開口36是凹進的，且通過過盈配合的方式而固定，也稱作壓配合，鐵磁盤30被穿透有四個孔20，以通過線12而固定至片材2(圖1)。插入元件8的構(gòu)造與圖1的插入元件8相同或者大體相似，且包括板26，其具有按壓有磁體盤28的中心開口24。插入元件8的材料還可與插入元件8(圖1)相似。與圖1中所示的相似，板26被穿透有四個孔20，以通過線12固定至片材2。

圖2a是沿著圖2中的線2a(10)截取的接收元件10的橫剖視圖，以及沿著圖2中的線2a(8)截取的插入元件8的橫剖視圖。插入元件8示出為與定向在可結(jié)合或分離位置的接收元件10相對，如兩者之間的雙向箭頭所示。接收元件10包括由熱塑材料(例如，共聚酯)形成的圓形環(huán)38，和固定在開口36內(nèi)的凹部18中的鐵磁盤30。該鐵磁盤30可通過過盈配合(也稱作壓配合)而固定至圓環(huán)38中。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解還可使用其他方式固定鐵磁盤(即，磁體)30，包括但不限于將其模制在熱塑材料中或通過使用粘合劑。當(dāng)設(shè)置在環(huán)38中時，鐵磁盤30的平行表面中的一個與環(huán)38的兩個平行表面中的一個共面。在盤30上穿有多個孔20。鐵磁盤30可由與圖1的示例中的磁體24、28相似的材料制成。

如上所述，圖2a的插入元件8包括板26，其具有中心開口24和釹磁鐵盤28。在一個示例中，磁體盤28具有4.8mm(3/16”)直徑，2.4mm(3/32”)厚度，和等級N42或更高。也可使用其它的直徑和厚度?？墒褂酶軛U式?jīng)_床或者氣動壓機來通過過盈配合(也稱作壓配合)將平坦的磁體盤28固定至元件8的本體中。還可使用固定盤28的其它方法，如結(jié)合圖1中的插入元件8所說明的。當(dāng)插入中心開口24時，釹磁體28的兩個平行表面中的一個與板26的一個表面共面。板26可包括穿透其的多個孔20，為線提供通道。如上所述，板可以是任何形狀。此外，磁體28的直徑被尺寸設(shè)置成最小為比中心開口36的內(nèi)直徑小0.8mm(1/32”)，以有助于接合。

圖2b是圖2的接收元件10的平面視圖，示出了其通過線12固定至一片材2。圖2b示出了接收元件10通過穿過孔20的線12而連接至常規(guī)扣子40的平面視圖，該常規(guī)扣子40是通過片材2隱藏的但以虛線形成的兩個圓圈指示。圖2b示出了圓環(huán)38，圓形開口36和鐵磁盤30。

圖2c示出了如圖2b所示的接收元件10的剖視圖，其通過穿過接收元件10中的孔20以及穿過常規(guī)扣子40中的孔的線12而固定，并將這兩者固定至片材2且彼此固定。示出了圓形開口36，以及凹部18和圓環(huán)38?？蛇x地，盡管未示出，開口20還可被設(shè)置成圍繞環(huán)38，而不是在磁體或盤38中。

在尺寸上，盤30和磁體28可與關(guān)于圖1以及其子圖中所示和所說明的相同。中心開口36、24還可根據(jù)圖1中的各自元件6和8的開口而設(shè)置尺寸，且元件10和8的厚度可與圖1中元件6和8的厚度相同。

在操作中，當(dāng)插入元件8被設(shè)置在接近接收元件10的任何位置處時，其磁體28滑動至凹部18中自動對齊，且由于強的力場而將磁體28引導(dǎo)至于鐵磁盤30完全接觸，該力場將釹磁鐵吸引至盤并且推動該二者彼此中心對準(zhǔn)和連接。

在所有的示例中，在第一元件中的具有磁體的中心開口讓第二元件中的相對磁體進入和接合。經(jīng)由凹部的接合阻止了第一和第二元件之間的橫向移動和松脫。在磁體之間，或者可選地在接收元件的鐵磁盤和插入元件的磁體之間，產(chǎn)生磁力場。在設(shè)置成接近凹部時磁體被引導(dǎo)至滑動路徑，進入第一元件的凹部，且與其對應(yīng)部件自動對齊接觸。磁力可被觸覺地感知以引導(dǎo)定位，且兩個元件的正確接合可通過可聽見的咔噠聲或者僅僅是接合而確定。不需要視覺的引導(dǎo)且僅需要最少的手動協(xié)調(diào)來將本發(fā)明的磁性緊固件的第一和第二元件配合在一起。本發(fā)明的磁性緊固件對于視覺缺陷，身體缺陷或者具有該二種缺陷的人是理想的。

如上所示，磁性緊固件被設(shè)計成具有最小的厚度且被設(shè)計成通過突起磁體以消除滑動和意外分離的方式而吸引其對應(yīng)部件。使用磁體本身以結(jié)合該兩個功能消除了具有單獨的接合元件，并且減小厚度以及降低構(gòu)造的復(fù)雜性。該扣的磁性元件被保持為卡在薄的、非鐵磁板中形成的孔中，沒有以任何方式增加總厚度，其總共等于兩個磁性元件的結(jié)合厚度，或者大約3.2mm(1/8”)。這在通過緊固件連接的衣服的襟片之間形成相同尺寸的間隙，并且所述元件在接合時保持隱蔽和不可察覺。緊固件構(gòu)造讓兩個磁性元件彼此直接接觸，從而最大化抗磁力(coercive force)以及允許使用小磁體。需要小尺寸的磁體和簡化的構(gòu)造使得有可能生產(chǎn)便宜的最輕重量和最小厚度的扣(closure)。

盡管通過參考具體示例說明了本發(fā)明磁性緊固件，然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可對本發(fā)明進行多種修改和改變而不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍，該范圍僅由所附的權(quán)利要求和其法律等同限定，而不由所給出的示例限定。為了說明該情況，例如，板的形狀可與示例中所示的不同，磁體使用與釹磁鐵不同的材料，鐵磁體盤可選地替代接收元件容納的釹磁鐵。板可由非磁性材料制成，且具有與所示的不同的尺寸和形狀，且可另外地使用粘合劑或者其它緊固機構(gòu)來代替使用穿過孔的線而固定至片材。這里接合緊固件的示例的具體方面所描述的特征應(yīng)理解為可應(yīng)用至任何其它方面或示例。因此，所示和所說明的示例僅僅是示意的，而不是限制的。

應(yīng)理解，可對本發(fā)明的多個方面和細(xì)節(jié)進行改變而不偏離本發(fā)明的范圍。此外。前述說明僅僅是用于示意的目的，且不用于限制的目的-本發(fā)明由權(quán)利要求限定。