自致動磁性鎖定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于將兩個分離的組件或物品固定在一起的自致動磁性鎖定機構(gòu)和系統(tǒng)，其包括手動可分離的陽性圓柱狀總成和陰性圓柱狀總成。所述陽性和陰性圓柱狀總成各自都包含永久磁鐵和互鎖總成。在所述陽性和陰性總成相互接近時，磁力將相互吸引并促使所述總成進入磁性保持的鎖定狀態(tài)。可僅通過所述陽性或陰性總成的無縫手動逆時針相對轉(zhuǎn)動連同定位在其中的所述永久磁鐵的相對對準來脫離所述保持的鎖定狀態(tài)，其結(jié)果將是所述陽性和陰性總成通過相互的磁性排斥力而彼此物理排斥。
【專利說明】自致動磁性鎖定系統(tǒng)發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于將兩個組件或物品固定到一起的自致動磁性鎖定機構(gòu)和系統(tǒng)，更特別涉及可轉(zhuǎn)動地接合的磁性鎖定機構(gòu)。
發(fā)明概要
[0002]以相同的方式使用包括手動可分離的總成的磁性緊固和封閉系統(tǒng)對于一些用途和大多數(shù)功能在各個行業(yè)或多或少是眾所周知的。
[0003]這樣的磁性緊固和封閉系統(tǒng)的總成僅通過磁性吸引力而相互彼此吸引并保持在緊固或封閉位置。這種磁性緊固和封閉系統(tǒng)的一個缺點是它們可有意或無意地會由施加在總成上的優(yōu)于總成的相互磁性吸引力的外部力釋放或打開。釋放或打開磁性緊固和封閉系統(tǒng)是簡單的，其中總成由大于總成的磁性吸引力的手動分離力相互釋放。
[0004]這些磁性緊固和封閉系統(tǒng)的另一個缺點是它們要求劇烈和非自然的手動跳動運動，以便總成可從它們的相互磁性吸引中釋放。
[0005]本發(fā)明的目的是在總成之間提供磁性和機械鎖定接合，以便阻礙由施加在總成上的大于總成的磁性吸引力的外部力而有意或意外釋放或打開。
[0006]這在手動可分離的陽性和陰性總成被吸引相互接近時完成，磁力將使具有無限制轉(zhuǎn)動移動的任何所述總成轉(zhuǎn)動到與所述其它保持的總成的自然磁性對準中，從而彼此磁性吸引并促使所述陽性和陰性總成進入磁性保持的鎖定狀態(tài)中。
[0007]本發(fā)明包括每個都包含以交替面對的極性的對稱環(huán)形陣列布置的永久磁鐵的圓柱狀突出陽性構(gòu)件總成和圓柱狀陰性孔徑殼體總成。
[0008]鎖定狀態(tài)由以超出圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁總成或內(nèi)圓柱狀陰性孔徑殼體壁總成的徑向方式完全延伸并進入集成到其它所述總成壁上的凹槽開口中的可縮回突出元件獲得。該構(gòu)造將阻礙由所施加的大于總成的磁性吸引力的外部力分離總成。
[0009]本發(fā)明的進一步目的是在總成之間提供無縫磁性釋放，以便消除分離總成所需的劇烈和非自然的手動跳動運動。
[0010]這由其中可僅通過具有無限制轉(zhuǎn)動移動的所述陽性或陰性總成的無縫手動逆時針相對轉(zhuǎn)動脫離鎖定狀態(tài)的本發(fā)明完成。
[0011]該手動逆時針相對轉(zhuǎn)動將導致可縮回突出元件從它們在圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁總成或內(nèi)圓柱狀陰性孔徑殼體壁總成的槽開口內(nèi)部的自然突出位置過渡到它們在其它所述總成壁內(nèi)部的完全縮回位置，從而允許前述總成的物理分離。
[0012]手動逆時針相對轉(zhuǎn)動也將導致兩個總成中包含的永久磁鐵相互磁性排斥，從而陽性總成和陰性總成通過相互磁性排斥力而彼此排斥。
[0013]通過附圖和下面的描述，本發(fā)明的其它目的、特征和特點(諸如較低制造成本)將顯而易見。
[0014]附圖簡述
[0015]圖1是其中兩組分離的環(huán)形永久磁鐵處于自然磁性對準的本發(fā)明的一個實施方案的透視圖；
[0016]圖2是上部組永久磁鐵的相對90度相對逆時針轉(zhuǎn)動之后的兩組分離的環(huán)形永久磁鐵的透視圖；
[0017]圖3是上部組永久磁鐵的相對180度轉(zhuǎn)動之后的兩組分離的環(huán)形永久磁鐵的透視圖；
[0018]圖4是上部組永久磁鐵的相對270度轉(zhuǎn)動之后的兩組分離的環(huán)形永久磁鐵的透視圖；
[0019]圖5a是本發(fā)明的一個實施方案的分解透視圖；
[0020]圖5b是本發(fā)明的一個實施方案的分解截面圖；
[0021]圖6a是本發(fā)明的一個實施方案的分離的陽性緊固總成和陽性緊固總成的透視圖；
[0022]圖6b是本發(fā)明的一個實施方案的分離的陽性緊固總成和陽性緊固總成的截面圖；
[0023]圖7是本發(fā)明的一個實施方案的陰性緊固總成的側(cè)視圖；
[0024]圖8a是本發(fā)明的一個實施方案的陰性緊固總成的俯視截面圖；
[0025]圖Sb是本發(fā)明的一個實施方案的陰性緊固總成的截面圖；
[0026]圖Sc是本發(fā)明的一個實施方案的陰性緊固總成的截面圖；
[0027]圖9是本發(fā)明的一個實施方案的分離的緊固總成的截面圖；
[0028]圖10是本發(fā)明的一個實施方案的分離的緊固總成的截面圖；
[0029]圖1la是相互鎖定狀態(tài)下的兩個緊固總成的截面圖；
[0030]圖1lb是相互鎖定狀態(tài)下的兩個緊固總成的截面圖；
[0031]圖1lc是相互鎖定狀態(tài)下的兩個緊固總成的截面圖；
[0032]圖12a是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的處于中立磁性對準的兩個緊固總成的截面圖；
[0033]圖12b是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的處于中立磁性對準的兩個緊固總成的截面圖；
[0034]圖12c是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的處于中立磁性對準的兩個緊固總成的截面圖；
[0035]圖13是由總成和它們現(xiàn)在的對準的相互磁性排斥力解鎖并分離的分離的緊固總成的截面圖；
[0036]圖14是由總成和它們現(xiàn)在的對準的相互磁性排斥力解鎖并分離的分離的緊固總成的截面圖；
[0037]圖15a是本發(fā)明的一個實施方案的分離的陽性緊固件總成和陰性緊固件總成的透視圖；
[0038]圖15b是本發(fā)明的一個實施方案的分解截面圖；
[0039]圖16a是相互鎖定狀態(tài)下的兩個緊固件總成的截面圖；
[0040]圖16b是相互鎖定狀態(tài)下的兩個緊固件總成的截面圖；
[0041]圖16c是相互鎖定狀態(tài)下的兩個緊固件總成的截面圖；
[0042]圖17a是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的處于中立磁性對準的兩個緊固件總成的截面圖；
[0043]圖17b是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的處于中立磁性對準的兩個緊固件總成的截面圖；
[0044]圖17c是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的處于中立磁性對準的兩個緊固件總成的截面圖；
[0045]圖18是由處于其現(xiàn)在的對準中的所述總成的相互磁性排斥力解鎖并分離的分離的緊固件總成的截面圖；
[0046]圖19是由處于其現(xiàn)在的對準中的所述總成的相互磁性排斥力解鎖并分離的分離的緊固件總成的截面圖；
[0047]圖20是本發(fā)明的一個實施方案的具有處于自然磁性對準中的交替面對的極性的兩組分離的永久磁鐵的透視圖；
[0048]圖21是本發(fā)明的一個實施方案的具有交替面對的極性的一組外部永久磁鐵的相對45度逆時針轉(zhuǎn)動之后的具有交替面對的極性的兩組分離的永久磁鐵的透視圖；
[0049]圖22是本發(fā)明的一個實施方案的具有交替面對的極性的一組外部永久磁鐵的相對90度逆時針轉(zhuǎn)動之后的具有交替面對的極性的兩組分離的永久磁鐵的透視圖；
[0050]圖23a是本發(fā)明的一個實施方案的分離的封閉蓋總成和容器總成的透視圖；
[0051]圖23b是本發(fā)明的一個實施方案的分離的封閉蓋總成和容器總成的截面圖；
[0052]圖23c是在本發(fā)明的一個實施方案的封閉蓋總成的中間槽高度處的截面圖；
[0053]圖24a是本發(fā)明的一個實施方案的鎖定狀態(tài)下的封閉容器總成的截面圖；
[0054]圖24b是本發(fā)明的一個實施方案的鎖定狀態(tài)下的封閉容器總成的截面圖；
[0055]圖24c是本發(fā)明的一個實施方案的鎖定狀態(tài)下的封閉容器總成的截面圖；
[0056]圖25a是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對45度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的解鎖狀態(tài)下的封閉容器總成的截面圖；
[0057]圖25b是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對45度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的解鎖狀態(tài)下的封閉容器總成的截面圖；
[0058]圖25c是陰性孔徑殼體相對于緊固件的鎖定狀態(tài)的相對45度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的解鎖狀態(tài)下的封閉容器總成的截面圖；
[0059]圖26是由處于其現(xiàn)在對準中的所述總成的相互磁性排斥力解鎖并分離的封閉容器總成的截面圖；
[0060]圖27是由處于其現(xiàn)在對準中的所述總成的相互磁性排斥力解鎖并分離的封閉容器總成的截面圖；
[0061]圖28是鎖定狀態(tài)下的本發(fā)明的一個實施方案的截面圖；和
[0062]圖29是解鎖狀態(tài)下的本發(fā)明的一個實施方案的截面圖。
【具體實施方式】
[0063]為了理解本發(fā)明的內(nèi)部磁性運作，必須對在如圖1至圖4中所示的兩組永久磁鐵9和10上相互施加的每個不同磁性對準力進行評論。
[0064]每組永久磁鐵是由具有其弧形端永久連接的相對水平面對的極性的兩個完全相對的半環(huán)形磁鐵構(gòu)成。磁鐵優(yōu)選是釹鐵硼(NdFeB Neodymium)磁鐵或由其它永久磁性材料或復合物制成。
[0065]在下面的四個圖示中，一組永久磁鐵10處于不動的固定位置處，而一組永久磁鐵9可僅繞軸30手動旋轉(zhuǎn)。
[0066]圖1示出處于自然磁性對準中的兩組永久磁鐵9和10。兩組永久磁鐵都由相互的最大吸引力彼此吸引，從而促使一組永久磁鐵9保持在該現(xiàn)在的對準中。每組永久磁鐵中的半環(huán)形磁鐵與其各自的吸引對方對準。半環(huán)形磁鐵16與半環(huán)形磁鐵18對準，且半環(huán)形磁鐵17與半環(huán)形磁體19對準。這也由點1-5、2-6、3-7、4-9的垂直對準示出。
[0067]相對于圖1，圖2示出一組永久磁鐵9繞軸30的相對90度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的兩組永久磁鐵。這也由點2-5、3-6、4-7、1-9的垂直對準示出。
[0068]圖2示出處于中立磁性對準中的兩組永久磁鐵9和10。沒有朝向彼此拉動所述組永久磁鐵的相互的磁性垂直力。處于該對準中的磁鐵的相互吸引和排斥的垂直磁力的總和相互抵消。
[0069]相對于圖1，圖3示出一組永久磁鐵9繞垂直軸30的相對180度手動轉(zhuǎn)動之后的兩組永久磁鐵。這也由點3-5、4-6、1-7、2-9的垂直對準示出。
[0070]圖3示出在彼此相互的最大磁性排斥力下對準的兩組永久磁鐵9和10。每組永久磁鐵中的半環(huán)形磁鐵與其各自的排斥對方對準。半環(huán)形磁鐵16與半環(huán)形磁鐵19對準，且半環(huán)形磁鐵17與半環(huán)形磁鐵18對準。
[0071]相對于圖1，圖4示出一組永久磁鐵9繞垂直軸30的相對90度順時針手動轉(zhuǎn)動之后的兩組永久磁鐵。這也由點4-5、1-6、2-7、3-9的垂直對準示出。
[0072]處于該對準中的磁鐵的相互吸引和排斥的磁力的總和相互抵消，從而導致沒有垂直力。
[0073]圖5a至圖14示出作為一個實施例可合并到具有封閉搭扣的手提袋上的自致動磁性鎖定緊固裝置的本發(fā)明的一個實施方案。本實施方案的益處是兩個緊固總成的制造成本低。
[0074]圖5a、圖5b、圖6a和圖6b示出分別具有其各自的總成部件的陽性緊固總成14和陰性總成15。
[0075]陽性緊固總成14由具有永久楔入或固定到其無法移動的位置處的一組永久磁鐵10的陽性基礎(chǔ)單元13組成。
[0076]陽性緊固總成14還包含具有延伸超出圓柱狀陽性突出構(gòu)件24的外周壁的平坦表面底側(cè)的兩個完全相對的突出傾斜擴口 20和22。突出傾斜擴口 20和22合并到彎屈平坦表面鎖舌21和23上，其本身略微集成到陽性突出構(gòu)件24的外周壁內(nèi)部。平坦表面鎖舌21和23的彎屈允許突出傾斜擴口 20和22將自己完全插入圓柱狀陽性突出構(gòu)件24的外周壁內(nèi)部。這進一步被示于圖10、圖12a、圖12b、圖12c和圖13中。
[0077]陽性基礎(chǔ)單元13的材料應優(yōu)選由剛性塑料復合材料或磁性非導電金屬(諸如鋁，其也可接受前面段落中所描述的鎖舌21和23的一定角度的彎屈)制成。
[0078]突出傾斜擴口 20和22的底部邊緣是圓形和彎曲的，以便允許所述突出傾斜擴口在集成在陰性緊固總成15的孔徑25中的凹槽26和28內(nèi)部的無縫轉(zhuǎn)動。
[0079]突出傾斜擴口 20和22傾斜一定角度，以便重新引導將突出傾斜擴口 20和22推入鎖舌21和23的彎屈中的陰性下孔徑邊緣27的向下的力，從而允許所述突出傾斜擴口 20和22將自己完全插入陽性突出構(gòu)件24的外圍壁內(nèi)部。
[0080]陽性突出構(gòu)件24具有頂部分，其是圓形的以便允許自己被更加無縫地插入陰性緊固總成15的陰性孔徑殼體25中。
[0081]作為一個實施例，陽性緊固總成14被永久附接到將容納封閉搭扣的手提袋的前部分。通過將手提袋織物材料34永久鉸接、粘合或機械緊固到插入件32的內(nèi)部來附接陽性緊固總成14，如圖6b中所示。
[0082]陰性緊固總成15由陰性孔徑殼體11、一組永久磁鐵9和互連的外軸向環(huán)12組成。陰性孔徑殼體11和互連的外軸向環(huán)12優(yōu)選由剛性塑料復合材料或非磁性導電金屬(諸如鋁)制成。一組永久磁鐵9被永久楔入或固定到其無法移動的旋轉(zhuǎn)殼體11中。
[0083]互連的外軸向環(huán)12與陰性孔徑殼體11通過與包括在陰性孔徑殼體11中的圓形凹環(huán)開口 31互鎖的突出圓形環(huán)構(gòu)件29互連。這允許陰性孔徑殼體11和互連的外軸向環(huán)12具有繞相同中心軸30的相對獨立的無限制轉(zhuǎn)動移動。
[0084]作為一個實施例，通過將封閉搭扣織物材料35永久鉸接、粘合或機械緊固到插入件33的內(nèi)部將陰性緊固總成15永久附接到手提袋的封閉搭扣的前部分，如圖6b中所示。
[0085]其中兩個緊固總成永久地連接到其具有封閉搭扣的手提袋的各自部分的結(jié)果是，僅包含一組永久磁鐵9的陰性孔徑殼體11可自由旋轉(zhuǎn)。在陰性孔徑殼體11被手動操作時，陰性孔徑殼體11的頂部分的邊緣是圓形的。
[0086]在圖中，陽性緊固總成14和互連的軸向外環(huán)12被固定且不能旋轉(zhuǎn)，僅陰性孔徑殼體11可自由旋轉(zhuǎn)。
[0087]陰性孔徑殼體11的下孔徑邊緣27是圓形的，以使陽性突出構(gòu)件24更加無縫地插入所述陰性孔徑殼體11中。在所述孔徑邊緣27也將按壓到突出傾斜擴口 20和22上時，陰性孔徑殼體11的下孔徑邊緣27被進一步成圓形，從而產(chǎn)生將導致鎖舌21和23的彎屈的力，從而允許突出傾斜擴口 20和22將自己插入陽性突出構(gòu)件24的外周壁內(nèi)部。
[0088]圖8a、圖8b和圖8c是陰性緊固總成15在圖7的橫截面VII1-VIII上的截面圖。
[0089]圖8a示出開始于其形狀是突出傾斜擴口 20和22的形狀的倒置的凹開口 36和38的完全相對的凹槽26和28。所述凹開口 36和38允許鎖定狀態(tài)下的突出擴口 20和22的完全插入且形狀略微大于所述突出傾斜擴口 20和22的形狀，以便接受由物理因素(諸如摩擦和輕微的中心偏移)引起的相互鎖定的緊固總成14和15的任何輕微的軸向不對準。
[0090]從位于凹開口 36和38內(nèi)壁的上的各自中心中間點37和39開始，槽26和28的凹內(nèi)壁深度以中心位于軸30上的螺旋弧40和42的形式在順時針方向上減小，結(jié)束于其中所述螺旋弧40和42半徑等于中心也位于軸30上的陰性內(nèi)孔徑壁25的半徑的各自的點41和43。螺旋弧槽40和42的角長是90度，其從點37和39開始到各自的點41和43。
[0091]凹槽26和28的內(nèi)凹壁是筆直的且其高度進一步略微高于突出傾斜擴口 20和22以便允許所述突出傾斜擴口在所述槽內(nèi)部的彎屈移動。凹槽26和28的邊緣是圓形的以允許突出傾斜擴口 20和22無縫地插入所述槽內(nèi)部。
[0092]凹槽26和28允許突出傾斜擴口 20和22從它們在鎖定狀態(tài)下的自然突出位置無縫90度逆時針轉(zhuǎn)動過渡到它們在陽性突出構(gòu)件24的外周壁內(nèi)部的插入位置。然而，凹槽26和28也將阻止擴口從鎖定狀態(tài)的順時針轉(zhuǎn)動。
[0093]圖11a、圖1lb和圖1lc示出其鎖定狀態(tài)下的緊固組件14和15。突出傾斜擴口 20和22完全延伸到各自槽26和28的各自凹開口 36和38中，且與各自的中間中心點37和39中心對準。該鎖定狀態(tài)將阻礙對被分離的緊固總成上施加的外部垂直拉動分離力。
[0094]隨后，在該鎖定狀態(tài)下，兩組永久磁鐵9和10也處于其自然磁性對準位置。兩組永久磁鐵9和10在其各自緊固總成14和15中的永久定位與圖1中所示的兩組永久磁鐵9和10的磁性吸引對準和圖1laUlb和Ilc中所示的緊固件總成14和15的鎖定狀態(tài)一致。
[0095]以這種方式，兩組永久磁鐵9和10的相互磁性吸引力也將促使緊固總成14和15在鎖定狀態(tài)下保持對準。
[0096]如果大于所述永久磁鐵的相互磁性吸引力的外部分離力被施加在緊固總成14和15上，則完全延伸到各自凹開口 36和38中的突出傾斜擴口 20和22的鎖定狀態(tài)將妨礙所述緊固總成的分離。
[0097]在分離的陽性和陰性緊固總成14和15彼此吸引靠近時，徑向磁力將造成陰性孔徑殼體11軸向旋轉(zhuǎn)到與陽性緊固總成14中包含的一組永久磁鐵10的自然磁性吸引對準中。
[0098]在一組永久磁鐵9朝向與一組永久磁鐵10的自然磁性對準旋轉(zhuǎn)時，兩組永久磁鐵之間的垂直吸引力將增加。這將導致突出陽性構(gòu)件被吸到陽性總成的孔徑中，如圖9中所
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[0099]在陽性突出構(gòu)件24被磁性吸到到陰性孔徑25中時，下孔徑邊緣27將推到擴口 20和22斜坡，從而將所述擴口插入所述陽性凸出構(gòu)件24的外周壁的內(nèi)部。這然后將允許突出構(gòu)件將自己完全插入，而不會受到阻礙，如圖10中所示。
[0100]用于旋轉(zhuǎn)陰性孔徑殼體11的磁性對準力也將凹槽26和28定位到鎖定狀態(tài)中，從而將突出傾斜擴口 20和22釋放到其在凹開口 36和38內(nèi)部的自然突出位置，如圖1laUlb和Ilc中所示。
[0101]這可涉及合并到具有封閉搭扣的手提袋上的本實施方案的實施例，在所述封閉搭扣中，包含陰性總成15的手提袋的外部搭扣通過陽性孔徑殼體11自致動轉(zhuǎn)動到磁性對準中而被磁性吸到包含陰性總成14的手袋的前部分，從而將自己自動鎖定到手提袋的外部搭扣不再會被拉開的位置處。
[0102]在陽性總成14和互連的軸向外環(huán)12被固定且不能旋轉(zhuǎn)時，圖12a、圖12b和圖12c示出陽性孔徑殼體總成11相對于緊固件的自然鎖定位置的相對自然90度逆時針轉(zhuǎn)動之后的緊固總成。
[0103]在一組永久磁鐵9也與陰性孔徑殼體11 一起旋轉(zhuǎn)90度時，圖12a、圖12b和圖12c也與圖2中的中立磁性對準一致。如前所述，該中立磁性對準的結(jié)果是沒有朝向彼此拉動總成的垂直磁力。
[0104]同樣，凹槽26和28的90度轉(zhuǎn)動的結(jié)果是陰性孔徑殼體的內(nèi)孔徑壁25現(xiàn)在正在將突出傾斜擴口 20和22推到陽性突出構(gòu)件24的外周壁的內(nèi)部，從而允許陰性孔徑殼體的
垂直移動。
[0105]緊固總成14和15現(xiàn)在處于其中所述陰性總成15可通過所施加的垂直手動分離力而釋放的解鎖對準中。
[0106]圖13示出陰性孔徑殼體11相對于緊固件的自然鎖定位置在90度和180度之間的任何地方的相對手動逆時針轉(zhuǎn)動之后的緊固總成。[0107]在一組永久磁鐵9已經(jīng)與陰性孔徑殼體11 一起旋轉(zhuǎn)超過90度時，兩組永久磁鐵9和10現(xiàn)在也處于彼此的磁性排斥中。在總成9朝向180度旋轉(zhuǎn)時，磁鐵的垂直磁性排斥力增加。
[0108]這將導致由磁鐵的磁性排斥力致動的緊固件總成的完全分離。
[0109]圖14示出僅陰性孔徑殼體11的相對手動逆時針轉(zhuǎn)動180度之后的與陽性總成14分離且磁性排斥的陰性緊固總成15。在一組永久磁鐵9也與陰性孔徑殼體11 一起旋轉(zhuǎn)180度時，圖14也與圖3的最大磁性排斥對準一致。
[0110]這可涉及合并到具有封閉搭扣的手提袋上的本實施方案的實施例，在所述封閉搭扣中，陰性孔徑殼體11的手動轉(zhuǎn)動約180度將導致遠離所述手提包的封閉搭扣的解鎖和排斥。
[0111]圖15a至圖25示出作為例如其可作為用于具有穿孔的紙張的紙張緊固件而應用的獨立自致動磁性鎖定緊固件的本發(fā)明的進一步實施方案。
[0112]在本實施方案的圖中，陽性緊固總成45和互連的外軸向環(huán)蓋46被手動保持且不能旋轉(zhuǎn)，僅陰性孔徑殼體48可自由旋轉(zhuǎn)。
[0113]圖15a和圖15b示出與它們各自的總成部件分離的陽性緊固件總成45和陰性緊固件總成44。兩組永久磁鐵9和10被永久定位在其各自的總成上。
[0114]在本實施方案中，陽性緊固件總成45包含本發(fā)明的凹槽50和52。因此，可縮回的突出銷51和53集成在陰性緊固件總成44中。
[0115]陰性緊固件總成44還包含可繞軸30獨立無限制轉(zhuǎn)動移動的獨立旋轉(zhuǎn)的陰性孔徑殼體48和互連的外軸環(huán)蓋46。
[0116]在陰性互連的外軸向環(huán)蓋46和陽性緊固件總成45被手動保持并朝向彼此吸引時，徑向磁力將導致陰性孔徑殼體48相對旋轉(zhuǎn)到與陽性緊固件總成45中包含的一組永久磁鐵10的自然磁性吸引對準中。在永久磁鐵9朝向與一組永久磁鐵10的自然磁性對準旋轉(zhuǎn)時，兩個總成44和45之間的相互垂直吸引力將增加。這將導致所述陽性緊固件總成45的突出構(gòu)件被吸到所述陰性總成44的陰性孔徑殼體48中，從而使所述陰性總成44的可縮回突出銷51和53與所述陽性總成45的凹槽50和52互鎖。該鎖定狀態(tài)被示于圖16a、圖16b和圖16c中。
[0117]陰性孔徑殼體中包含的可縮回突出銷51和53由使圓柱狀圓形銷54和56完全縮到陰性孔徑殼體48的內(nèi)周壁內(nèi)部的彈簧55和57組成。該鎖定位置進一步被示于圖17a、圖17b和圖17c中。
[0118]彈簧55和57和圓柱狀圓形銷54和56應優(yōu)選由剛性塑料復合材料或非磁性導電金屬(諸如鋁)制成。在陽性緊固件總成45的突出構(gòu)件插入陰性孔徑殼體48中時，所述陽性突出構(gòu)件的圓形頂部分將圓柱狀圓形銷54和56推到水平縮回移動中。這進一步被示于圖18中。
[0119]集成在陽性總成45的突出構(gòu)件的外周壁中的凹槽50和52類似于第一實施方案中的那些，其中:
[0120]圖16a和圖17a示出凹槽50和52是完全相對的并開始于凹開口以便允許突出圓柱狀圓形銷54和56完全插入鎖定位置，如圖16a、圖16b和圖16c中所示。所述開口的尺寸略微大于突出圓柱狀圓形銷54和56以便接受由物理因素(諸如摩擦和輕微的中心偏移)引起的鎖定的緊固件總成44和45的任何輕微的軸向不對準。
[0121]然而，與第一實施方案相反，在連鎖總成部件已經(jīng)在緊固件總成之間被倒置時，第二實施方案中的凹槽50和52的方向現(xiàn)在是逆時針。
[0122]從位于凹開口內(nèi)壁上的各自中心中間點58和60開始，槽26和28的凹內(nèi)壁深度以中心位于軸30上的螺旋弧59和61的形式在逆時針方向上減小，結(jié)束于其中所述螺旋弧59和61半徑等于中心也位于軸30上的陽性突出構(gòu)件的外周壁的半徑的各自的點62和64。螺旋弧槽40和42的角長是90度，其從點58和60開始到各自的點62和64。
[0123]凹槽50和52的內(nèi)凹壁是凹入圓形的且略微大于圓柱狀圓形銷54和56的圓形端。這將允許所述圓柱狀圓形銷54和56從它們與點58-60對準的自然突出位置無縫不限制90度逆時針轉(zhuǎn)動過渡到它們與陰性孔徑的內(nèi)周壁內(nèi)部的點62-64對準的各自縮回位置。凹槽50和52也將阻礙所述圓柱狀圓形銷54和56的順時針轉(zhuǎn)動。
[0124]圖16a、圖16b和圖16c示出其鎖定狀態(tài)下的緊固件總成。兩個突出圓柱狀銷54和56處于槽66和52的凹開口內(nèi)部。該鎖定狀態(tài)將阻礙由外部垂直分離力所施加的緊固件總成的垂直運動。
[0125]圖17a、圖17b和圖17c示出僅陰性孔徑殼體48相對于緊固件的自然鎖定位置的相對90度手動逆時針轉(zhuǎn)動之后的緊固件總成。
[0126]如前所述，該中立磁性對準的結(jié)果將是沒有朝向彼此吸引總成的磁性垂直力。同樣，陰性孔徑殼體的90度逆時針轉(zhuǎn)動已經(jīng)導致突出銷54和56從各自的槽50和52的完全縮回，從而允許陰性孔徑殼體的垂直移動。
[0127]緊固總成44和45現(xiàn)在處于其中所述陰性總成15可通過所施加的垂直手動分離力而被釋放的解鎖對準中。
[0128]圖18示出陰性孔徑殼體48相對于緊固件的自然鎖定位置在90度和180度之間的任何地方的相對手動逆時針轉(zhuǎn)動之后的緊固件總成。
[0129]這將導致由磁鐵的磁性排斥力致動的緊固件總成的完全分離。
[0130]圖19示出僅陰性孔徑殼體48的相對手動逆時針轉(zhuǎn)動180度之后的與陽性緊固件總成45分離且磁性排斥的陰性緊固總成44。當一組永久磁鐵9也與陰性孔徑殼體11 一起旋轉(zhuǎn)180度時，圖19也與圖3的最大磁性排斥對準一致。
[0131]為了理解本發(fā)明的內(nèi)部磁性運作，我們必須首先對在如圖20至圖22所示的擁有交替面對的極性的兩組永久磁鐵65和66上施加的不同磁性對準力進行評論。
[0132]兩組永久磁鐵65和66中的每個現(xiàn)在由具有交替徑向面對的磁極性的兩對一樣的完全相對的弧形磁鐵構(gòu)成，所有的磁鐵的弧形端都永久連接。在兩組永久磁鐵65和66的高度相等時，(外部的)一組永久磁鐵66被定位為略微高于(內(nèi)部的)一組永久磁鐵65。
[0133]在下面的三個圖不中，一組永久磁鐵65處于不動的固定位置處,其中一組永久磁鐵66可繞軸30手動旋轉(zhuǎn)且可從其在圖20中所示的保持的垂直位置被手動向上拉動。
[0134]磁鐵優(yōu)選是釹鐵硼磁鐵或由其它永久磁性材料或復合物制成。
[0135]圖20不出處于由相互最大磁力的自然磁性對準中的兩組永久磁鐵65和66,從而促使一組永久磁鐵66保持在該現(xiàn)在的對準中。每組永久磁鐵中的一對弧形磁鐵與其各自的磁性吸引對方對準。
[0136]可通過一組永久磁鐵66相對于圖20的自然磁性對準而繞軸30相對轉(zhuǎn)動180度來重復。因此，兩組永久磁鐵65和66的磁性構(gòu)造允許完全相對的兩個自然磁性對準。
[0137]相對于圖20，圖21示出由垂直分離移動完成的一組永久磁鐵66繞軸30的相對45度逆時針手動轉(zhuǎn)動之后的兩組永久磁鐵65和66。
[0138]圖21處于中立磁性對準中的兩組永久磁鐵65和66。沒有朝向彼此拉動所述組永久磁鐵的相互垂直力。該對準中的磁鐵的吸引和排斥的垂直磁力的總和相互抵消。然而，弓丨起垂直力的順時針磁性徑向力促使一組永久磁鐵66使自己重新對準到圖20的自然對準。
[0139]可在從自然磁性對準開始的每次90度轉(zhuǎn)動時重復該中立磁性對準。
[0140]相對于圖20，圖22示出一組永久磁鐵66繞垂直軸30的相對90度手動轉(zhuǎn)動之后的兩組永久磁鐵65和66。
[0141]圖22不出在彼此相互最大磁性排斥下對準的兩組永久磁鐵65和66。每組永久磁鐵65和66中的磁鐵與其各自的磁性排斥對方對準。
[0142]可通過一組永久磁鐵66相對于圖22而繞軸30相對轉(zhuǎn)動180度來重復該最大磁性排斥對準。因此，兩組永久磁鐵65和66的磁性構(gòu)造允許完全相對的兩個最大磁性排斥對準位置。
[0143]為了獲得一組永久磁鐵66相對于一組永久磁鐵65的向上分離,一組永久磁鐵66必須比一組永久磁鐵65升的更高，以便獲得由磁場的現(xiàn)有對準引起的向上排斥力。
[0144]圖23a至27示出作為磁性自致動鎖定封閉容器而應用的本發(fā)明的進一步實施方案。
[0145]圖23a、圖23b和圖23c示出分別具有其各自的總成部件的陰性封閉蓋總成63和陽性容器總成68。
[0146]如果該進一步實施方案的陰性封閉蓋總成63和陽性容器總成68現(xiàn)在每個都包含以交替面對的極性的對稱環(huán)形陣列布置的兩組完全相對的永久磁鐵，則也在第三實施方案中包含兩組完全相對的突出擴口和槽，如凹槽71、73、75和77和彎屈突出傾斜擴口 72、74、76和78中所示。
[0147]兩組永久磁鐵65和66根據(jù)圖20中所示的其所述自然磁性吸引對準和圖24a、圖24b和圖24c中所示的封閉容器的鎖定狀態(tài)而被永久定位在其各自的總成中。
[0148]以與本發(fā)明的第一實施方案相同的方式構(gòu)造彎屈突出傾斜擴口 72、74、76和78。
[0149]凹槽71、73、75和77類似于第一實施方案，不同之處在于每個螺旋弧長度現(xiàn)在是45度，以便允許彎屈突出傾斜擴口 72、74、76和78從它們在所述鎖定狀態(tài)下的自然突出位置過渡到它們與圖21所示的兩組永久磁鐵65和66的中立磁性對準一致的彎屈插入狀態(tài)。圖25a、25b和25c示出陰性孔徑殼體蓋67相對于鎖定狀態(tài)下的所述封閉容器總成63和68的相對45度手動逆時針轉(zhuǎn)動之后的封閉容器總成63和68。
[0150]封閉容器現(xiàn)在處于其中陰性封閉蓋總成63可通過所施加的垂直手動分離力而被分離的解鎖對準中。
[0151]圖26示出陰性孔徑殼體蓋67相對于鎖定狀態(tài)下的封閉容器在45度和90度之間的任何地方的相對手動逆時針轉(zhuǎn)動之后的封閉容器總成63和68。
[0152]在總成66朝向90度旋轉(zhuǎn)時，磁鐵的相互垂直磁性排斥力增加。這將導致陰性封閉蓋總成63遠離陽性容器總成68的解鎖和排斥。
[0153]圖27示出陰性孔徑殼體蓋67的相對手動逆時針轉(zhuǎn)動90度之后的與陽性容器總成68分離且磁性排斥的陽性蓋總成63。在一組永久磁鐵66也與所述陰性孔徑殼體蓋67一起旋轉(zhuǎn)90度時，圖27也與圖22的相互最大磁性排斥對準一致。
[0154]圖28是鎖定狀態(tài)下的本發(fā)明的一個實施方案的截面圖，且圖29是解鎖狀態(tài)下的本發(fā)明的一個實施方案的截面圖。
【權(quán)利要求】
1.一種自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其由手動可分離的陽性總成和手動可分離的陰性總成組成，其中: (a)所述陰性總成包括內(nèi)圓柱狀孔徑殼體； (b)所述陽性總成包括圓柱狀突出陽性構(gòu)件，其可插入所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔殼體中并可相對于其相對轉(zhuǎn)動，從而引發(fā)鎖定狀態(tài)； (C)所述陽性總成和所述陰性總成各自都由以交替面對的極性的對稱環(huán)形陣列布置的至少一組完全相對的永久磁鐵組成；且 Cd)所述陽性總成和所述陰性總成由同等數(shù)量的至少一組永久磁鐵組成； 由此所述至少一組永久磁鐵分別被成形并定位在所述陽性總成和所述陰性總成中，以便當所述總成彼此接近時將所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件和所述陰性孔徑磁性吸到相互鎖定狀態(tài)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陽性總成由至少一組完全相對的突出元件組成，所述突出元件以超出所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件的外周壁的徑向方式自然延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陰性總成由至少一組完全相對的凹槽組成，所述凹槽集成到所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體壁中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的凹槽開始于所述陰性孔徑殼體壁內(nèi)部的凹開口以允許所述突出元件以超出所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件的外周壁的徑向方式完全延伸并進入鎖定狀態(tài)下的所述陰性孔徑的內(nèi)周壁的所述凹開口中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中從所述凹開口內(nèi)壁的中心，所述凹壁的深度以中心位于所述陰性圓柱狀孔徑殼體壁的相同中心軸上的螺旋弧的形式在逆時針方向上減小，結(jié)束于等于所述陰性圓柱狀孔徑殼體壁的半徑的螺旋弧半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的突出元件與彈簧或彎屈系統(tǒng)集成，所述彈簧或彎屈系統(tǒng)允許所述突出元件完全縮回到所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件的所述外周壁內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的突出元件被成形為允許當所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件插入所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體中時通過將所述內(nèi)圓柱狀陽性孔徑殼體的圓形邊緣推到所述突出元件上的力實現(xiàn)自身的無縫縮回。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中在所述鎖定狀態(tài)下，所述突出陽性構(gòu)件被磁性吸到所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體中且在所述突出元件以超出所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件的所述外周壁的徑向方式完全延伸入并進入所述陰性孔徑的所述內(nèi)周壁的所述凹槽開口中的位置處轉(zhuǎn)動對準。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述突出元件被進一步成形為允許自身在所述凹槽內(nèi)部的無縫轉(zhuǎn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的凹槽允許所述突出元件在所述槽內(nèi)部的相對逆時針轉(zhuǎn)動，從而引發(fā)所述突出元件從它們在鎖定狀態(tài)下的自然突出位置過渡到它們在解鎖狀態(tài)下的所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件的所述外周壁內(nèi)部的縮回位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陰性總成由至少一組完全相對的突出元件組成，所述突出元件以超出所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體壁的徑向方式自然延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1和11所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陽性總成由至少一組完全相對的凹槽組成,所述凹槽集成到所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的凹槽開始于所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁內(nèi)部的凹開口以允許所述突出元件以超出所述陰性孔徑的所述內(nèi)周壁的徑向方式完全延伸并進入鎖定狀態(tài)下的所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁的所述凹槽開口中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中從所述凹開口內(nèi)壁的中心，所述凹壁的深度以中心位于所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁的相同中心軸上的螺旋弧的形式在逆時針方向上減小，結(jié)束于等于所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁的半徑的螺旋弧半徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求5和14所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述螺旋弧具有角長，其從所述凹開口內(nèi)壁的中心開始，等于90度除以每個總成中包含的永久磁鐵組的數(shù)量。
16.根據(jù)權(quán)利要求1和11至15所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的突出元件與彈簧或彎屈系統(tǒng)集成，所述彈簧或彎屈系統(tǒng)允許所述突出元件完全縮回到所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體壁內(nèi)部。
17.根據(jù)權(quán)利要求1和11至16所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的突出元件被成形為允許當所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件插入所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體中時通過將所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件的圓形頂部邊緣推到所述突出元件上的力實現(xiàn)自身的無縫縮回。
18.根據(jù)權(quán)利要求1和11至17所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述突出陽性構(gòu)件被磁性吸到所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體中的所述鎖定狀態(tài)被轉(zhuǎn)動對準且其中所述突出元件以超出所述陰性總成的內(nèi)圓柱狀孔徑殼體壁的徑向方式完全延伸并進入所述圓柱狀突出陽性構(gòu)件壁的所述凹槽開口中。
19.根據(jù)權(quán)利要求1和11至18所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述突出元件被進一步成形為允許自身在所述凹槽內(nèi)部的無縫轉(zhuǎn)動。
20.根據(jù)權(quán)利要求1和11至19所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組完全相對的凹槽允許所述突出元件在所述槽內(nèi)部的相對逆時針轉(zhuǎn)動，從而引發(fā)所述突出元件從它們在鎖定狀態(tài)下的自然突出位置過渡到它們在解鎖狀態(tài)下的所述陰性總成的所述內(nèi)圓柱狀孔徑殼體壁內(nèi)部的縮回位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陰性總成和所述陽性總成中的至少一個由互連的外軸向環(huán)組成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中在所述陰性總成和所述陽性總成彼此吸引靠近時，所述互連的外旋轉(zhuǎn)環(huán)被保持在固定的軸向方向上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中在所述陰性總成和陽性總成彼此吸引靠近時，不包括所述互連的外軸向環(huán)的其它所述陰性總成或陽性總成被保持在固定的軸向方向上。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陰性總成和所述陽性總成由等量的至少一組突出元件和槽組成。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至24所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組突出元件優(yōu)選等于每個總成中包含的永久磁鐵組的數(shù)量。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中可僅通過與手動或機械保持在固定的軸向方向的所述外旋轉(zhuǎn)環(huán)互連的所述陽性或陰性總成的手動逆時針相對轉(zhuǎn)動來脫離所述鎖定狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中需要所需的相對逆時針轉(zhuǎn)動角度使所述總成脫離進入解鎖狀態(tài)的所述手動逆時針相對轉(zhuǎn)動優(yōu)于所述螺旋弧角長。
28.根據(jù)權(quán)利要求1至27所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中在所述解鎖狀態(tài)下，所述陽性總成和所述陰性總成中包含的所述至少一組磁鐵相互磁性排斥，從而所述陽性總成和所述陰性總成通過相互磁性排斥力而彼此排斥。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至28所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一個組磁鐵是釹鐵硼釹。
30.根據(jù)權(quán)利要求1至29所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述至少一組磁鐵由其它永久磁性材料或復合物制成。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至30所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述陽性總成和所述陰性總成由剛性塑料復合材料或非磁性導電材料制成。
32.根據(jù)權(quán)利要求1至31所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述互連的外旋轉(zhuǎn)環(huán)由剛性塑料復合材料或磁性非導 電金屬制成。
33.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述互連的外旋轉(zhuǎn)環(huán)是至Jhl o
34.根據(jù)權(quán)利要求1至33所述的自致動磁性鎖定系統(tǒng)，其中所述突出元件和彈簧或彎屈系統(tǒng)由塑料復合材料或磁性非導電金屬制成。
【文檔編號】E05B47/00GK103608536SQ201280029019
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】X·A·納薩爾 申請人:X·A·納薩爾