專利名稱：機(jī)械緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種機(jī)械緊固件。本發(fā)明更具體地涉及一種包含有在一基層上重復(fù)無(wú)序排列的多個(gè)桿身的機(jī)械緊固件。
背景技術(shù)：
已知存在用于將物件保持在一起的多種類型的機(jī)械緊固件，諸如鉤環(huán)型緊固件或者彼此接合的成對(duì)的互補(bǔ)緊固件。該對(duì)互補(bǔ)緊固件通常具有帶有用于使兩個(gè)緊固件接合在一起的帶頭部的桿身的功能表面。這些接合用桿身彼此之間定位在基層上的有序位置中。這些式樣通常由筆直的等距離間隔的接合用桿身排所構(gòu)成。帶有筆直的接合用桿身排的緊固件的例子是美國(guó)專利3,101,517號(hào)的“緊固件”(Fox等人)和美國(guó)專利4,290,174號(hào)的“可分離的緊固件和用于制造該緊固件的物件”(Kalleberg)。當(dāng)緊固件接合時(shí)，各桿身彈性偏斜，以使各頭部進(jìn)入另一緊固件的相鄰桿身之間的空間。
還已知筆直的接合用桿身排可使各個(gè)緊固件沿著平行于緊固件排的方向彼此相對(duì)移動(dòng)，也稱之為“剪切滑動(dòng)”。結(jié)果，研制了改進(jìn)的接合用桿身的有序式樣，用以減少緊固件沿剪切方向移動(dòng)的可能性。帶有此類有序式樣的緊固件的例子是美國(guó)專利5,625,929號(hào)的“相互接合的緊固件”(Hattori等人)和美國(guó)專利5,040,275號(hào)的“用于形成緊固件的帶材”(Eckhardt等人)。
美國(guó)專利3,408,705號(hào)的“緊固件制品”(Kayser等人)論述了包括數(shù)對(duì)一元式相互接合的制品的緊固件。各制品具有在其表面上承載著許多帶頭部的接合用元件的基底。元件頭部的位置彼此之間是無(wú)序的。由于缺乏次序使得制品的接合力在所有相對(duì)的接合角度和位置上要比有序的元件來(lái)得更為均勻。


圖1示出了一種已有的機(jī)械緊固件19的例子。該機(jī)械緊固件19包含有一基層22和自該基層22延伸的有序排列的多個(gè)接合用桿身28。該基層22包含有第一主要表面24和與該第一主要表面24相對(duì)的第二主要表面26。接合用桿身28自基層22的第一主要表面24延伸。接合用桿身包含有一桿身30和位于該桿身30上、與基層的第一主要表面24相對(duì)的頭部32。通常，接合用桿身28的有序排列是指接合用桿身28以多個(gè)橫排和縱排排列在基層22上。機(jī)械緊固件19被設(shè)計(jì)成與環(huán)狀材料相接合，或者如圖2所示的那樣與另一個(gè)相同的或匹配設(shè)計(jì)的機(jī)械緊固件相互接合。
圖2示出了圖1所示的一對(duì)機(jī)械緊固件19、19’相互接合。由于接合用桿身28有序間隔，因而必須先將該對(duì)緊固件19、19’排列成使緊固件19’的頭部32’設(shè)置在緊固件19的相鄰接合用桿身28之間的空間上。接著，將緊固件19、19’推壓在一起，使機(jī)械緊固件19’的頭部32’在機(jī)械緊固件19的相鄰桿身30之間滑動(dòng)，從而與相鄰桿身30的頭部32相接合。通常，緊固件19、19’的接合用桿身28、28’是撓性的，以便于頭部32、32’在相鄰桿身28、28’之間滑動(dòng)。結(jié)果，機(jī)械緊固件19、19’通過(guò)它們相應(yīng)的接合用頭部32、32’相互接合，并且保持在適當(dāng)位置上。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種機(jī)械緊固件。該機(jī)械緊固件包括基層、自該基層延伸的多個(gè)接合用桿身、以及彼此相互垂直的x軸和y軸。這些桿身以多個(gè)重復(fù)排列進(jìn)行設(shè)置，其中各排列中的桿身是無(wú)序的，并且這些排列沿著一個(gè)以上方向進(jìn)行重復(fù)。在緊固件的一種較佳實(shí)施例中，排列中的多個(gè)接合用桿身的各個(gè)位置沿著x軸彼此之間是有序的。在緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，排列中的多個(gè)接合用桿身的各個(gè)位置沿著y軸彼此之間是有序的。在另一種較佳實(shí)施例中，介于排列中的多個(gè)接合用桿身的相鄰桿身之間的y距離呈現(xiàn)a-a-b的式樣。在該實(shí)施例的又一個(gè)方面，a＜b。
在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著x軸彼此之間是有序的。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面中，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離包含有至少兩個(gè)不同的x距離。在該實(shí)施例的又一個(gè)方面中，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離呈現(xiàn)A-B-C-B的式樣。在該實(shí)施例的再一個(gè)方面中，多個(gè)重復(fù)排列沿著y軸彼此之間是有序的。
在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著y軸彼此之間是有序的。在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，緊固件是相互接合的機(jī)械緊固件。該實(shí)施例的另一個(gè)方面包含有一對(duì)相互接合的機(jī)械緊固件，其中該對(duì)緊固件能夠以相對(duì)角度取向進(jìn)行相互接合。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了另一種機(jī)械緊固件。該機(jī)械緊固件包括基層、自基層延伸的多個(gè)接合用桿身、以及彼此相互垂直的x軸和y軸。這些桿身以多個(gè)重復(fù)排列進(jìn)行設(shè)置，其中各排列中的桿身是無(wú)序的，并且排列中的各接合用桿身的位置沿著y軸彼此之間是有序的。在緊固件的一種較佳實(shí)施例中，介于多個(gè)接合用桿身的相鄰桿身之間的y距離呈現(xiàn)a-a-b的式樣。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面，a＜b。
在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著x軸彼此之間是有序的。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離包含有至少兩個(gè)不同的x距離。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離呈現(xiàn)A-B-C-B的式樣。在上述緊固件的又一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著y軸彼此之間是有序的。在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，緊固件是相互接合的機(jī)械緊固件。該實(shí)施例的另一個(gè)方面包含有一對(duì)相互接合的機(jī)械緊固件，其中該對(duì)緊固件能夠以相對(duì)角度取向進(jìn)行相互接合。
本發(fā)明的又一個(gè)方面提供了又一種機(jī)械緊固件。該機(jī)械緊固件包括基層、自基層延伸的多個(gè)接合用桿身以及彼此相互垂直的x軸和y軸。這些桿身以多個(gè)重復(fù)排列進(jìn)行設(shè)置，多個(gè)重復(fù)排列沿著x軸彼此之間是有序的，并且介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離包含有至少兩個(gè)不同的x距離。在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離包含有至少三個(gè)不同的x距離。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面中，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離呈現(xiàn)A-B-C-B的式樣。在該實(shí)施例的又一個(gè)方面中，A＞B。在該實(shí)施例的再一個(gè)方面中，B＞C。
在上述實(shí)施例的另一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著y軸彼此之間是有序的。在上述實(shí)施例的又一種較佳實(shí)施例中，排列沿著一個(gè)以上方向進(jìn)行重復(fù)。在上述緊固件的再一種較佳實(shí)施例中，排列中的各接合用桿身的位置是無(wú)序的。在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，排列中的各接合用桿身的位置沿著y軸彼此之間是有序的。在上述緊固件的又一種較佳實(shí)施例中，排列中的各接合用桿身的該位置沿著x軸彼此之間是有序的。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面中，緊固件是相互接合的機(jī)械緊固件。在該實(shí)施例的又一個(gè)方面中包含有一對(duì)機(jī)械緊固件，其中該對(duì)緊固件能夠以相對(duì)角度取向進(jìn)行相互接合。
本發(fā)明的再一個(gè)方面提供了一對(duì)機(jī)械緊固件。該對(duì)相互接合的機(jī)械緊固件包括基層、自基層延伸的多個(gè)接合用桿身、以及彼此相互垂直的x軸和y軸。這些桿身以多個(gè)重復(fù)排列進(jìn)行設(shè)置，其中各排列中的桿身是無(wú)序的。在緊固件的一種較佳實(shí)施例中，排列中的多個(gè)接合用桿身的各個(gè)位置沿著x軸彼此之間是有序的。在緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，排列中的多個(gè)接合用桿身的各個(gè)位置沿著y軸彼此之間是有序的。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面中，介于多個(gè)接合用桿身的相鄰桿身之間的y距離呈現(xiàn)a-a-b的式樣。在該實(shí)施例的又一個(gè)方面中，a＜b。
在上述緊固件的另一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著x軸彼此之間是有序的。在該實(shí)施例的另一個(gè)方面中，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離包含有至少兩個(gè)不同的x距離。在該實(shí)施例的又一個(gè)方面中，介于多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離呈現(xiàn)A-B-C-B的式樣。在上述緊固件的又一種較佳實(shí)施例中，多個(gè)重復(fù)排列沿著y軸彼此之間是有序的。在上述緊固件的再一種較佳實(shí)施例中，排列沿著一個(gè)以上方向進(jìn)行重復(fù)。在該實(shí)施例的再一個(gè)方面中，緊固件能夠以相對(duì)角度取向進(jìn)行相互接合。
附圖簡(jiǎn)介本發(fā)明將進(jìn)一步參照附圖予以解說(shuō)，在所有的視圖中相同的結(jié)構(gòu)用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中圖1是一種典型的已有的機(jī)械緊固件的側(cè)視圖；圖2是一對(duì)圖1所示的已有的機(jī)械緊固件相互接合的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明的接合用桿身的一種較佳的無(wú)序排列的示意俯視圖；圖4是本發(fā)明的一種機(jī)械緊固件的示意俯視圖，其中包含有圖3所示接合用桿身的多種重復(fù)式樣的無(wú)序排列；以及圖5是本發(fā)明另一種機(jī)械緊固件的示意俯視圖，其中包含有接合用桿身的多種重復(fù)式樣的無(wú)序排列。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種包含有多個(gè)桿身的機(jī)械緊固件，其中這些桿身在一基層上重復(fù)無(wú)序排列。接合用桿身的排列允許一對(duì)緊固件相互接合，即自配合。另外，接合用桿身的排列允許一對(duì)緊固件無(wú)論它們的平面位置或角度取向如何都可用相對(duì)恒定的接合力和相對(duì)恒定的脫離力在任何相對(duì)平面位置或任何相對(duì)角度取向上相互接合。
圖3是一示意圖，它示出了接合用桿身28以本發(fā)明的一種較佳的無(wú)序排列進(jìn)行設(shè)置。在緊固件20的該視圖中，接合用桿身28的位置被表示成一圓圈。這些圓圈表示的僅僅是接合用桿身28的位置，而不是接合用桿身28的尺寸或形狀。接合用桿身28可具有任何所需的形狀、尺寸或形式。第一無(wú)序排列34包含有彼此相互垂直的x軸和y軸。原點(diǎn)O位于x軸和y軸的相交處。x軸、y軸和原點(diǎn)便于描述各個(gè)接合用桿身28在排列34中的位置。另外，x軸、y軸和原點(diǎn)便于描述機(jī)械緊固件20中接合用桿身28的彼此之間獨(dú)立排列的位置。(參見(jiàn)圖4)。
在圖3中，第一排列34是接合用桿身28的無(wú)序排列的一個(gè)例子。該排列34如圖所示包含有十八個(gè)獨(dú)立桿身。然而，要理解的是，在重復(fù)排列中可包含有任何數(shù)量的接合用桿身28。用于描述本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)“無(wú)序”是指接合用桿身在機(jī)械緊固件上的相對(duì)位置，并且表示接合用桿身28彼此之間的相對(duì)位置是數(shù)學(xué)不可預(yù)知的。該數(shù)學(xué)不可預(yù)知性意味著，即使其中一個(gè)或者任何數(shù)量的接合用桿身28的位置是已知的，該信息也不能用來(lái)確定任何其它接合用桿身28的位置。存在三種用于獲得接合用桿身28的無(wú)序式樣的方式。對(duì)于一定數(shù)量的桿身28，接合用桿身28的x位置可為無(wú)序，接合用桿身28的y位置可為無(wú)序，或者接合用桿身28的x位置和y位置均可為無(wú)序。相反，諸如背景部分中所描述的那些典型的已有技術(shù)的緊固件包含有序排列的桿身。由于是有序的，這就意味著桿身的x位置和y位置均是有序的。換句話說(shuō)，接合用桿身28的x位置彼此之間是數(shù)學(xué)可預(yù)知的，并且接合用桿身28的y位置彼此之間也是數(shù)學(xué)可預(yù)知的。下列表1示出了接合用桿身的有序排列對(duì)本發(fā)明中接合用桿身的三種類型的無(wú)序排列表1

圖3示出了接合用桿身28的無(wú)序排列34的一個(gè)例子，其中桿身28的x位置彼此之間是無(wú)序的，而桿身的y位置彼此之間是有序的。用于桿身的y位置的一種較佳的有序式樣是，相鄰桿身之間的y距離是a-a-b式樣。在一種此類式樣中，a較佳地小于b。在一種特定的實(shí)施例中，a對(duì)b的比率為0.68。較佳的間隔的一個(gè)例子是，a等于18.7單位，而b等于27.5單位。下列表2示出了所有十八個(gè)獨(dú)立桿身的x位置和y位置以及用于圖3中的無(wú)序排列34的相鄰桿身之間的y距離。所記錄的位置是自原點(diǎn)O測(cè)量至桿身中心。所記錄的距離是自一個(gè)接合用桿身28的中心測(cè)量至相鄰接合用桿身28的中心。
表2

上述表2中的數(shù)字可為任何單位。一種適當(dāng)?shù)膯挝皇?0-3英寸。在一種較佳實(shí)施例中，表2是以10-3英寸為距離進(jìn)行閱讀的。在該較佳實(shí)施例中，頭部32的直徑較佳地為22×10-3英寸(55.9×10-3厘米)。或者，表2中的距離可按比例擴(kuò)大或縮小以構(gòu)成其它的無(wú)序排列。于是，頭部32的尺寸可被選擇成，根據(jù)間隔來(lái)提供所需的接合或脫離力。
圖4是一種較佳的機(jī)械緊固件20的示意圖。該緊固件20包含有接合用桿身28的多個(gè)重復(fù)無(wú)序排列(34，36，38…)。其中一些無(wú)序排列被圈出，以便有助于示出重復(fù)排列樣式。在該較佳實(shí)施例中，接合用桿身28的各無(wú)序排列是相同的。也就是說(shuō)，排列中接合用桿身28的總數(shù)和各桿身的位置與下一個(gè)排列是相同的。例如，第一排列34與第二排列36相同，而第二排列36則與第三排列38相同，等等。然而，無(wú)序排列的重復(fù)復(fù)制無(wú)須彼此相鄰。取而代之的是，相同的無(wú)序排列可每隔一個(gè)排列或者每隔三或四個(gè)排列重復(fù)一次。(參見(jiàn)圖5。)接合用桿身28的無(wú)序排列較佳地沿x方向(如第一排列34和第二排列36所示)或y方向(如第一排列34和第六排列44所示)、或者兩個(gè)方向進(jìn)行重復(fù)。重復(fù)無(wú)序排列彼此之間的位置可沿著x方向或y方向、或者兩個(gè)方向有序或無(wú)序。若干排列之間的有序或無(wú)序關(guān)系如圖所示是通過(guò)介于相鄰排列中相應(yīng)的桿身之間的中心到中心的x距離進(jìn)行測(cè)量的。例如，介于第一排列34中的第一桿身1與第二排列36中的第一桿身1之間的中心到中心的x距離與第一排列34中的第二桿身2與第二排列36中的第二桿身2之間的x距離相等。
較佳地，桿身的若干無(wú)序排列沿x方向以有序的式樣進(jìn)行重復(fù)。更佳地，重復(fù)排列包含有至少兩種不同的相鄰排列之間的x距離。在一種較佳的例子中，重復(fù)排列包含有至少三種不同的相鄰排列之間的x距離。圖4中示出了包含有至少三種不同的相鄰排列之間的x距離的一種排列的一個(gè)例子。這個(gè)例子采用用于相鄰排列之間的x距離的一種A-B-C-B式樣。然而，也可采用任何有序式樣。所記錄的距離是從一個(gè)接合用桿身28的中心測(cè)量至相鄰的接合用桿身28的中心。在該例子中，介于第一排列34中的第一桿身1與第二排列36中的第一桿身1之間的x距離為A。介于第二排列36中的第一桿身1與第三排列38中的第一桿身1之間的x距離為B。介于第三排列38中的第一桿身1與第四排列40中的第一桿身1之間的x距離為C。介于第四排列40中的第一桿身1與第五排列42中的第一桿身1之間的x距離為B。接著，下一組排列沿著x軸以相同的式樣A-B-C-B重復(fù)。在一種較佳實(shí)施例中，A大于B，而B大于C。在另一種較佳實(shí)施例中，A對(duì)B的比率等于1.007，而B對(duì)C的比率等于1.083。表3包含有一種較佳實(shí)施例的A、B和C的值。
表3

上述表3中的數(shù)字可為任何單位。在一種較佳實(shí)施例中，表3中的間隔以10-3英寸為單位。或者，表3中的數(shù)字可按比例擴(kuò)大或縮小以構(gòu)成其它的無(wú)序排列。
較佳地，桿身的若干無(wú)序排列也可沿y軸以有序的式樣彼此之間進(jìn)行重復(fù)。沿著y軸的若干排列之間的有序或無(wú)序關(guān)系如圖所示是通過(guò)介于相鄰排列中相應(yīng)的桿身之間的中心到中心的y距離進(jìn)行測(cè)量的。更佳地，重復(fù)排列包含有至少兩種不同的相鄰排列之間的y距離。圖4示出了包含有至少兩種不同的y距離的重復(fù)排列的一個(gè)較佳的例子。這個(gè)例子采用用于相鄰排列之間的y距離的一種M-N式樣。然而，也可采用任何有序式樣。在該例子中，介于第一排列34中的第一桿身1與第六排列44中的第一桿身1之間的y距離為等于M。介于第六排列44中的第一桿身1與第七排列46中的第一桿身1之間的y距離等于N。然而，如上所述，無(wú)序排列還可沿Y軸彼此之間無(wú)序，或者以不同的式樣有序。
雖然機(jī)械緊固件20的一種較佳實(shí)施例包含有沿x軸和y軸兩個(gè)方向以一種彼此之間有序的形式進(jìn)行重復(fù)的無(wú)序排列，但要理解的是，或者，該無(wú)序排列可沿著x方向或y方向、或者這兩個(gè)方向彼此之間無(wú)序。另外，要理解的是，重復(fù)無(wú)序排列可沿著除x軸和y軸的普通方向之外的方向進(jìn)行重復(fù)，或者可沿兩個(gè)以上的方向進(jìn)行重復(fù)。例如，重復(fù)無(wú)序排列可沿著相對(duì)于x軸的對(duì)角線方向進(jìn)行重復(fù)，或者可沿著三個(gè)或四個(gè)不同的方向進(jìn)行重復(fù)。要理解的是，具有“重復(fù)的排列”的機(jī)械緊固件包含有至少兩個(gè)相同的無(wú)序排列。然而，這兩個(gè)無(wú)序排列無(wú)須彼此相鄰。取而代之的是，該無(wú)序排列可藉由位于兩者之間另一個(gè)接合用桿身的排列而彼此隔開(kāi)，而仍被看作是“重復(fù)的排列”。
圖5是另一種較佳的機(jī)械緊固件20的示意圖。緊固件20還包含有接合用桿身28的重復(fù)無(wú)序排列。其中一些無(wú)序排列被圈出，以便有助于示出重復(fù)排列樣式。緊固件20的第一無(wú)序排列50與圖3中的第一無(wú)序排列34相同。緊固件20的第二排列52包含有與第一排列50相同數(shù)量的接合用桿身28。然而，第二排列52中桿身2’、4’、7’、11’、14’、17’的位置已相對(duì)于第一排列50中桿身2、4、7、11、14、17的位置有所移動(dòng)。第三無(wú)序排列54是第一無(wú)序排列50的重復(fù)。第四無(wú)序排列56是第二無(wú)序排列52的重復(fù)?；蛘?，緊固件20可被描述成具有一較大的重復(fù)無(wú)序排列的兩個(gè)復(fù)制，彼此相鄰的第五排列58和第六排列60。第五無(wú)序排列包含有第一和第二無(wú)序排列50、52的三十六個(gè)桿身。第六排列60包含有第四和第五無(wú)序排列54、56的三十六個(gè)桿身。要理解的是，接合用桿身28的重復(fù)無(wú)序排列可包含有兩個(gè)以上較小的接合用桿身28的無(wú)序重復(fù)排列。
可從圖4和5所示的機(jī)械緊固件20中的任何地方切下獨(dú)立的成對(duì)緊固件20。該獨(dú)立的成對(duì)緊固件20可從同一個(gè)較大的緊固件20中、或者從具有不同的接合用桿身28的排列或每單位面積不同的桿身密度的兩個(gè)分離的緊固件20中切下。無(wú)論成對(duì)的緊固件是從什么主卷材上切下的，接合用桿身28的無(wú)序排列允許成對(duì)的緊固件自身相互接合，或者換句話說(shuō)，是自配合。另外，接合用桿身28的無(wú)序排列允許緊固件無(wú)論它們的角度取向如何都可用相對(duì)恒定的接合力和相對(duì)恒定的脫離力在任何相對(duì)角度取向上相互接合。成對(duì)的機(jī)械緊固件20的相對(duì)角度位置可以變化半度，而仍然能夠相互接合。接合用桿身28的無(wú)序排列還允許成對(duì)的緊固件20無(wú)論它們的平面位置如何都可用相對(duì)恒定的接合力和相對(duì)恒定的脫離力在任何相對(duì)平面位置上相互接合。成對(duì)的機(jī)械緊固件20的相對(duì)平面位置可有少量的增加，而仍然能夠相互接合。
排列中的桿身的無(wú)序位置使成對(duì)的緊固件20沿平行于基層22的方向彼此相對(duì)滑動(dòng)、也稱之為“剪切滑動(dòng)”的機(jī)率減至最小。另外，諸排列彼此之間沿著x軸和y軸的有序或無(wú)序位置阻礙了緊固件20沿著剪切方向彼此相對(duì)滑動(dòng)。
使緊固件相互接合所需的接合力不一定要與使緊固件脫離所需的脫離力相等。較佳地，使成對(duì)的緊固件相互脫離的力要大于使兩者接合的力。會(huì)影響緊固件對(duì)之間的接合和脫離力的因素包括接合用桿身28的頭部32的尺寸和形狀，相鄰接合用桿身28之間的間距，相對(duì)于緊固件的平面面積的頭部的平面面積，桿身30的橫截面形狀以及總的接合用桿身的硬度。本技術(shù)領(lǐng)域中的一名熟練技術(shù)人員可使這些因素最優(yōu)化，以便獲得用于成對(duì)的機(jī)械緊固件的較佳的接合力和脫離力?；蛘?，機(jī)械緊固件20可與適用于鉤環(huán)型緊固件的任何環(huán)型材料相接合。
圖4和5所示的示意圖表示出各接合用桿身28的位置。接合用桿身28可具有任何所需的高度、橫截面或頭部形狀。一種較佳類型的接合用桿身是圖1中所示的接合用桿身28，它包含有蘑菇狀頭部32和具有圓形橫截面的桿身30。自基層22的第一主要表面24至頭部32的底部所測(cè)得的桿身30的較佳的高度為0.002至0.500英寸(0.005至1.27厘米)。自基層22的第一主要表面24至頭部32的底部所測(cè)得的桿身30的更佳的高度為0.015至0.150英寸(0.0381至0.381厘米)。自基層22的第一主要表面24至頭部32的底部所測(cè)得的桿身30的最佳的高度為0.025至0.075英寸(0.064至0.191厘米)。自頭部32的底部至頭部32的頂部所測(cè)得的接合用桿身28的頭部22的較佳的高度為0.002至0.215英寸(0.005至0.546厘米)。自頭部32的底部至頭部32的頂部所測(cè)得的接合用桿身28的頭部22的更佳的高度為0.005至0.090英寸(0.013至0.229厘米)。自頭部32的底部至頭部32的頂部所測(cè)得的接合用桿身28的頭部22的最佳的高度為0.010至0.030英寸(0.025至0.076厘米)?；蛘?，接合用桿身28的高度可在單個(gè)機(jī)械緊固件20內(nèi)進(jìn)行變化。
桿身30的較佳的直徑為0.003至0.070英寸(0.008至0.178厘米)。桿身30的更佳的直徑為0.005至0.025英寸(0.013至0.064厘米)。桿身30的最佳的直徑為0.008至0.016英寸(0.020至0.041厘米)。桿身可為圓柱形或錐形。頭部30的最外圍的較佳的直徑為0.005至0.150英寸(0.013至0.381厘米)。頭部30的最外圍的更佳的直徑為0.010至0.075英寸(0.025至0.191厘米)。頭部30的最外圍的最佳的直徑為0.018至0.030英寸(0.046至0.076厘米)。
緊固件20的頭部密度等于頭部32所占據(jù)的平面面積被基層22的總面積除?？稍谒枋褂玫幕A(chǔ)上選擇頭部密度。較佳地，頭部密度被選擇成使成對(duì)的緊固件20之間的接合成為可能，但該密度要足以實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的接合。用于緊固件20的頭部密度較佳地為14％至45％。更佳地，該頭部密度為20％至40％。最佳地，該頭部密度為30％至35％。
一定面積中的接合用桿身28的數(shù)量可在所需使用的緊固件20和接合用桿身的尺寸的基礎(chǔ)上選擇為任何數(shù)量。一種較佳的接合用桿身的密度為7至22959桿身/英寸2(1至3560桿身/厘米2)。更佳的接合用桿身的密度為198至1768桿身/英寸2(31至274桿身/厘米2)。最佳的接合用桿身的密度為285至804桿身/英寸2(44至125桿身/厘米2)。接合用桿身28的硬度涉及桿身28的直徑、高度和材料。對(duì)于0.012至0.016英寸(0.030至0.041厘米)的桿身直徑和0.015至0.051英寸(0.038至0.0130厘米)的桿身高度而言，撓曲模量較佳地為25,000至2,000,000psi(172,250至13,780,00kPa)。對(duì)于0.014英寸(0.0356厘米)的桿身直徑和0.037英寸(0.094厘米)的桿身高度而言，更佳的撓曲模量約為200,000psi(1,378,000kPa)。
機(jī)械緊固件20可由本技術(shù)領(lǐng)域中的那些熟練技術(shù)人員已知的任何方式制成。本發(fā)明涉及接合用桿身28的定位和排列。尺寸、形狀和制造技術(shù)不是關(guān)鍵性的，它們可由本技術(shù)領(lǐng)域中的一名數(shù)量技術(shù)人員按需選擇。于1998年12月23日公開(kāi)的PCT公開(kāi)號(hào)WO 98/57564(Kampfer)中揭示了一種用于制造機(jī)械緊固件的適當(dāng)?shù)姆椒?。該公開(kāi)文件總的揭示了一種用于利用預(yù)先選擇的熱塑性樹(shù)脂在基層上形成桿身的方法。該樹(shù)脂是用傳統(tǒng)手段輸入到擠壓機(jī)中的，該擠壓機(jī)使樹(shù)脂熔化，并將被加熱的樹(shù)脂移入到模具中。該模具將樹(shù)脂擠壓成寬闊的材料帶布在模具表面上，諸如具有一系列采用細(xì)長(zhǎng)孔形式的模腔的圓筒。例如通過(guò)在圓柱體上鉆孔可將這些細(xì)長(zhǎng)孔定位成用以提供本發(fā)明中的桿身排列。較佳地，這些細(xì)長(zhǎng)孔被錐削，以便于將已凝固的樹(shù)脂從模腔中取出。這些孔或模腔較佳地采用直腔(即，在長(zhǎng)度方向上只有一條軸線)的形式。這些模腔可與一真空系統(tǒng)相連，以便于樹(shù)脂流入到模腔中。這樣可能需要刮刀或刀片，以便于去除擠壓到模制圓筒內(nèi)表面上的多余材料。模腔較佳地終止于模制表面并具有供液態(tài)樹(shù)脂流入的敞開(kāi)端和封閉端。在這種情況中，可利用真空在進(jìn)入模具之前局部排空模腔。模制表面較佳地與模具表面相匹配，它們彼此接觸，以防多余的樹(shù)脂被擠出，例如模具的側(cè)向邊緣。在整體模制的基層和所形成的直立桿身通過(guò)如剝離滾筒之類從模制表面上剝離之前，模制表面和模腔可用空氣或水或其它類似物來(lái)冷卻。這樣就提供了一種具有由熱塑性材料所制成的整體成形的桿身的基層。然后給桿身裝上頭部。美國(guó)專利5,077,870號(hào)(Melbye等人)中揭示了一種用于給桿身裝上頭部的適當(dāng)?shù)姆椒?。同一天提交的美?guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9/290,751(律師案號(hào)54696USA7A)的共同待批的申請(qǐng)“機(jī)械緊固件及其制造方法”中揭示了用于制造機(jī)械緊固件的另一種適當(dāng)?shù)姆椒ā?br> 本發(fā)明的機(jī)械緊固件20可在長(zhǎng)而寬的薄板中制造，為便于存放和運(yùn)輸，該薄板可被卷繞成卷材。在此類卷材中的機(jī)械緊固件材料可任意地在基層的、與帶有接合用桿身的表面相對(duì)的表面上加上一層壓敏粘合劑。所需尺寸的機(jī)械緊固件片可從機(jī)械緊固件卷材上切下，并粘接或用其它方式固定到制品上，以使制品可釋放地連接到第二制品或基層上。
如前所述，本發(fā)明的機(jī)械緊固件20可與自身接合、與另一個(gè)機(jī)械緊固件的接合用桿身接合、或者與環(huán)型結(jié)構(gòu)接合。本發(fā)明的緊固件可在目前用于諸如汽車、電子、海運(yùn)、運(yùn)輸、銷售點(diǎn)和汽車售后服務(wù)的鉤環(huán)型緊固件或者帶頭部的桿身緊固件的場(chǎng)合中使用。例如，本發(fā)明的機(jī)械緊固件可用于連接諸如至備用墊的研磨盤、訪問(wèn)面板、汽車修飾、座位套子、標(biāo)題編輯、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器罩、地毯、壁飾、圖畫、標(biāo)志圖樣設(shè)計(jì)和陳列；封閉諸如信封、包裝郵件用的箱體、盒子和小袋；以及組裝諸如便攜式電話、計(jì)算機(jī)打印機(jī)、辦公家具、辦公面板、玩具和圖畫框。
較佳地，基層22和接合用桿身28是整體模制而成的?；鶎?2和接合用桿身28可由任何熱塑性樹(shù)脂制成。適當(dāng)?shù)臒崴苄詷?shù)脂包括諸如聚(乙烯對(duì)苯二酸酯)之類的聚酯，諸如尼龍之類的聚酰胺，聚(苯乙烯-丙烯腈)，聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，諸如聚丙烯和聚乙烯之類的聚烯烴，聚氨酯，以及塑化的聚氯乙烯。熱塑性樹(shù)脂還可包括混合物，包括聚丙烯和聚乙烯混合物。也可使用上述樹(shù)脂的共聚物。一種較佳的熱塑性樹(shù)脂是丙烯聚合物樹(shù)脂，諸如可從德克薩斯州休斯頓市的Philips Sumita聚丙烯公司購(gòu)得的、商品名為Philips HGZ-180和Philips HGX-030-01的樹(shù)脂。
基層22和接合用桿身28還可包含有一種或多種添加劑，包括(但不受此限制)諸如焙制二氧化硅、滑石或粘土之類粉末；磁性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)電和熱、或非傳導(dǎo)的粒子；纖維；玻璃或聚合空心微球，玻璃或聚合實(shí)心微球，可膨脹的聚合微球，抗靜電劑，潤(rùn)滑劑，潤(rùn)濕劑，流動(dòng)控制劑，增強(qiáng)粘性的樹(shù)脂，表面活性劑，顏料，染料，著色劑，耦合劑，可塑劑和抗氧化劑。
至此，本發(fā)明已參照幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述。上述詳細(xì)的描述和例子僅僅是為了清楚地理解。在此不應(yīng)該理解為不必要的限制。顯然對(duì)于技術(shù)熟練者而言，在已描述的實(shí)施例中可以做處很多變化而不偏離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該局限于在此描述的具體的細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu)，而應(yīng)由權(quán)利要求文字所描述的結(jié)構(gòu)和這些結(jié)構(gòu)的等同物所限定。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械緊固件，包括a)基層；以及b)自所述基層延伸的多個(gè)接合用桿身，其中所述桿身以多個(gè)重復(fù)排列進(jìn)行設(shè)置，所述各排列中的所述桿身是無(wú)序的，所述排列沿著一個(gè)以上方向進(jìn)行重復(fù)，并且所述緊固件包含有彼此相互垂直的x軸和y軸。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，所述排列中的所述多個(gè)接合用桿身的各個(gè)位置沿著所述x軸彼此之間是有序的。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，所述排列中的所述多個(gè)接合用桿身的各個(gè)位置沿著所述y軸彼此之間是有序的。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，介于所述排列中的所述多個(gè)接合用桿身的相鄰桿身之間的y距離呈現(xiàn)a-a-b的式樣。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，a＜b。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，所述多個(gè)重復(fù)排列沿著所述x軸彼此之間是有序的。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，介于所述多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離包含有至少兩個(gè)不同的x距離。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，介于所述多個(gè)重復(fù)排列中的相鄰排列之間的x距離呈現(xiàn)A-B-C-B的式樣。
9.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，所述多個(gè)重復(fù)排列沿著所述y軸彼此之間是有序的。
10.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械緊固件，其特征在于，所述多個(gè)重復(fù)排列沿著所述y軸彼此之間是有序的。
全文摘要
一種機(jī)械緊固件包含有在一基層上重復(fù)無(wú)序排列的多個(gè)接合用桿身。本發(fā)明的一種較佳實(shí)施例提供了帶有多個(gè)重復(fù)的無(wú)序排列的機(jī)械緊固件，其中這些排列沿著一個(gè)以上方向進(jìn)行重復(fù)。接合用桿身的無(wú)序排列允許成對(duì)的緊固件自身相互接合、或者換句話說(shuō)是自配合。另外，接合用桿身的無(wú)序排列允許緊固件無(wú)論它們的角度取向如何都能用相對(duì)恒定的接合力和相對(duì)恒定的脫離力以任何相對(duì)的角度取向相互接合。該接合用桿身的無(wú)序排列還允許成對(duì)的緊固件無(wú)論它們的平面位置如何都能用相對(duì)恒定的接合力和相對(duì)恒定的脫離力以任何相對(duì)的平面位置相互接合。
文檔編號(hào)F16B5/07GK1644127SQ20041006039
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2000年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月13日
發(fā)明者C·M·阿爾塞娜特, B·T·哈格雷特, J·J·科比, L·萊維特 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司