CN101209143A

CN101209143A - 具有弹簧特性的构件以及使用该构件的制品

Info

Publication number: CN101209143A
Application number: CN200710306005.7A
Authority: CN
Inventors: 津幡宪孝; 水原久佳; 宝田明彦; 杉本保彦
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: US20080155796A1; EP1938705A2; BRPI0705517A; JP2008161246A; CN100592881C; EP1938705A3

Abstract

本发明涉及一种如用于拉链的拉头或按扣等具有弹簧特性的构件，构件主单元由铜或铜基合金组成，并且安装到构件主单元的弹簧构件也由铜或铜基合金组成。这消除了重复利用铜时必须分离构成部件的麻烦，并且还可以通过再熔化处理容易地制备再生铜锭，由此降低重复利用成本。

Description

具有弹簧特性的构件以及使用该构件的制品

技术领域

本发明涉及一种由构件主单元和安装到构件主单元上的弹簧构件组成的构件，该构件主单元由铜或铜基合金制成。

背景技术

传统地，如用于拉链的拉头、按扣和电部件连接器等构件由构件主单元和安装到构件主单元上的弹簧构件组成，该构件主单元由铜或铜基合金制成。由于高强度、耐腐蚀性以及弹簧特性的要求，该弹簧构件使用铁合金。由于上述拉链的拉头和按扣的应用中的检针器的对应性的要求，还经常使用不锈钢材料(参见日本特开2003-277890号公报和日本特开平8-269639号公报)。

此外，近年来，金属材料(尤其是铜和锌)的成本升高导致更有必要重复利用在上述构件中使用的铜和铜合金。

然而，在包含被安装到由铜或铜基合金制成的构件主单元、且由不锈钢制成的弹簧构件的构件(以下称为“具有弹簧特性的构件”)中，构件主单元和弹簧构件的材料不同，使得分开二者是必要的，这导致重复利用性差。

例如，在用于拉链的拉头中，不锈钢材料用作爪部(catch)(锁定销)和弹簧构件，该爪部用于拉头的锁定机构，该弹簧构件允许爪部发挥作用，因此，当重复利用(再熔化)拉头时，弹簧构件必须与拉头的由铜合金组成的主体单元分开，这会降低重复利用性。在按扣和连接器构件中出现同样的问题。

例如，在用于牛仔裤的拉头中也使用兼作爪部和弹簧的不锈钢锁定销，但是，铜合金的拉头主单元和不锈钢锁定销的颜色不同，这会损害设计的效果。

发明内容

本发明的目的是提高由构件主单元和安装到构件主单元上的弹簧构件组成的构件的重复利用性，该构件主单元由铜或铜基合金制成。

本发明人发现，在由铜或铜基合金制成的构件主单元和安装到构件主单元上的弹簧构件所组成的构件中，可以通过使用由铜基合金组成的弹簧构件作为弹簧构件来解决上述关于构件的重复利用性的问题，从而完成了本发明。

具体地，本发明具有如下所述的结构。

(1)具有弹簧特性的构件，其特征在于，该构件包括：构件主单元，其由铜或铜基合金组成；以及安装到构件主单元的弹簧构件，其由铜基合金组成。

(2)根据上述(1)的具有弹簧特性的构件，其特征在于，弹簧构件具有至少1000N/mm²的0.2％屈服强度，以及至少700N/mm²的弹性极限。

(3)根据上述(1)的具有弹簧特性的构件，其特征在于，弹簧构件具有至少1200N/mm²的0.2％屈服强度，以及至少1000N/mm²的弹性极限。

(4)根据上述(1)至(3)中任一项的具有弹簧特性的构件，其特征在于，弹簧构件具有不超过400的维氏硬度、至少5％的拉伸伸长率、等于或大于红黄铜的耐腐蚀性、以及与A对应的检针器对应性，“与A对应”意味着检针值不超过0.8mm直径的钢球的检针值。

(5)根据上述(1)至(4)中任一项的具有弹簧特性的构件，其特征在于，弹簧构件不含有铅、水银、镉或六价铬。

(6)根据上述(1)至(5)中任一项的具有弹簧特性的构件，其特征在于，具有弹簧特性的构件是用于拉链的拉头的主体，构件主单元是拉头的主体，并且弹簧构件安装在主体上。

(7)一种包括主体和拉片的用于拉链的拉头，其特征在于，1主体是根据上述(6)的具有弹簧特性的构件，并且拉片由铜或铜基合金组成。

(8)一种包括链牙，止动件和拉头的拉链，其特征在于，链牙和/或止动件由铜或铜基合金组成，并且拉头是根据上述(7)的拉头。

(9)根据上述(1)至(5)中任一项的具有弹簧特性的构件，其特征在于，具有弹簧特性的构件是按扣的母单元，构件主单元是按扣主体，并且弹簧构件安装在按扣主体上。

(10)一种包括子单元和母单元的按扣，其特征在于，子单元由铜或铜基合金组成，并且母单元包括根据上述(9)的具有弹簧特性的构件。

在本发明中，对具有弹簧特性的构件的使用消除了必须分离构件的麻烦，并且还允许通过再熔化处理来容易地制备再生铜锭，由此降低重复利用的成本。

另外，由于构件主单元和弹簧构件均由铜或铜基合金组成，因此，它们的颜色将是相同的，这导致较好的设计特性(漂亮的外观)。

附图说明

图1是拉链的示意图。

图2是可适用本发明的拉头的立体图。

图3是图2中的拉头的分解立体图。

图4是图2中的拉头的剖视图。

图5是可适用本发明的拉头的另一个例子的分解立体图。

图6是沿图5中的拉头的纵向中心线的纵剖视图。

图7是按扣的剖视图。

图8是按扣的另一个例子的剖视图。

附图标记的说明

A：芯部

TS：上止

E：链牙

S：拉头

E：链牙

T：拉链布带

BS：下止

C：拉链链条

SB1：按扣

SB2：按扣

1：主体

2：板簧

3：拉片

4：上翼板

6：导柱

7：基板

8：锁定爪

9：垂下部

10：轴

12：突出部

14：抵接部

17：钩状突出部

20：爪孔

21：凹槽

22：棘爪

23：棘爪部

24：接合舌

25：通孔

26：钩孔

27：凸轮

32：上翼板

33：菱形部

34：后开口

35：拉片保持体

37：锁定爪主体

38：上表面

47：接合孔

49：锁定爪

50：拉片

51：安装轴

52：致动槽

56：端部

57：间隙

58：闭合构件

59：凹口

具体实施方式

下面将基于使用拉链的拉头和按扣作为例子的图说明本发明的具有弹簧特性的构件。首先将说明拉链F。

图1示意性示出拉链。如图1所示，拉链F由一对拉链布带T、形成在拉链布带T的一侧的芯部A、通过在拉链布带T的芯部A上以一定的间隔嵌缝(caulking)来固定(安装)的链牙E、通过在上端和下端的链牙E处嵌缝到拉链布带T的芯部A来固定的上止TS和下止BS、以及用于拉链的拉头(以下称为“拉头”)S，该拉头S布置在相对的成对链牙E之间，并且可来回移动以使链牙E接合或分开(闭或开)。在上述情况下，安装到拉链布带T的芯部A的链牙E组件被称作拉链链条C。虽然未示出，但是下止BS可以是由插入销、盒销和保持盒组成、通过使用拉头S的打开操作分离该对拉链链条C的打开装配装置。

在本发明中，铜或铜基合金主要用作拉头S的材料。为了链牙E、上止TS和下止BS的重复利用性，也优选使用与检针器对应的检针器对应铜或铜基合金。下面详细说明拉头S。

图2、图3和图4示出用于具有自动止动件的拉链的拉头S的例子，在该拉头S中使用板簧作为弹簧构件。图2是拉头的总体结构的立体图，图3是零件之间的关系的分解立体图，而图4是图2中的拉头的剖视图(但是，拉片位置是不同的)。

拉头主体1由上翼板4、下翼板5、以及连接上翼板4和下翼板5的导柱6形成。板簧2具有两端弯曲的板状、形成在中央的基板7、形成在一端的锁定爪8、以及形成在另一端的锚定(anchoring)垂下部9。在拉片3的一端形成轴10，使得拉片3可在主体1上转动地枢转，而在另一端形成拉片部件11。

对于主体1，以钩的形状向上突出的突出部12也设置在上翼板4的前侧、即肩口侧(shoulder opening side)的中央。突出的接合突出部13设置在突出部12的远端的中央，并且装配到下述板簧2的接合舌24中的通孔25中。能够与接合舌24接触的抵接部14形成在接合突出部13的任一侧的突出部12的远端，并且抵接部14形成在与相对于上翼板4的上表面的延长线以直角相交的垂直面中。通过链牙引导槽19的通孔15设置在突出部12的基部，并且支撑台16从突出部12的基部的两侧突出，以允许前倾的板簧2放置在支撑台16上。

朝后倾斜的钩状突出部17从上翼板4的后侧、即后开口侧的中央突出，钩状突出部17的远端被弯曲以提供装配到板簧2中的钩孔26中的接合部件18，通过链牙引导槽19的爪孔20设置在钩状突出部1 7的基部。凹槽21也设置在导柱6的前表面中，并且下部水平且上部倾斜的大致直角三角形棘爪22设置在凹槽21的任一侧，从而接合板簧2的棘爪部23。凹槽21也可以是刺透连接上下部的导柱6的垂直轴来代替凹状。

板簧2是锁定爪8设置在一端、而窄垂下部9设置在另一端的大致倒下的U字状。侧向突出的棘爪部23在垂下部9的远端突出，并且与设置在导柱6上的棘爪22接合。开口部28设置在板簧2的中央的基板7中，延伸的接合舌24从开口部28的边缘向前定向，并且向下弯曲，接合突出部13所装配到的通孔25设置在接合舌24的中央，后部钩状突出部17的接合部件18所装配到的钩孔26设置在邻近锁定爪8的板簧2中，以防止锁定爪8的浮动。

在拉片3的一端设置轴10，在拉片3的另一端设置拉片部件11。当拉片3被安装到主体1并被纵向放置时，轴10偏置突出到面对主体1的一侧，这导致凸轮27的形成，其中，轴10的横截面是沿拉片3的纵向的长矩形。拉片3被安装到主体1，从而当拉起拉片3时保持板簧2。

在配备有组装的自动停止机构的拉头中，如图4所示，当拉片3垂直放置时，借助于拉片3的凸轮27抵抗斥力来保持板簧2，并且锁定爪8从链牙引导槽19退避，这使得拉头自由滑动。当拉片3倒伏到初始位置时，锁定爪8前进到链牙引导槽19中，并且被插入到链牙之间，这使拉头停止。当拉片3朝主体1的前方倒伏时，仍然由偏置凸轮27保持板簧2，这使得拉头向前自由滑动。

在本发明中，板簧和形成拉头的零件均由铜或铜基合金制成，这导致非常良好的重复利用性。

图5和图6示出用于本发明的另一个实施例的拉链的拉头的例子，该拉链具有使用盘簧作为弹簧构件的自动停止装置。

图5是拉头S的垂直分解立体图，图6是在马上就要安装拉片之前的纵剖视图。

从上翼板32的菱形部33朝拉头S的后开口34向下定向地布置凹状的拉片保持体35。锁定爪主体37可垂直转动地安装到靠近拉片保持体35的内部空间36的菱形部33的位置。形成在锁定爪主体37中的是锁定爪49和致动槽52，该锁定爪49从上翼板32的大致中央的接合孔47突出到布置齿列的位置，该致动槽52朝后开口34开口，并且容纳拉片的安装轴51。由弹簧55向锁定爪49施力，以使锁定爪49总是从接合孔47突出，并且上翼板32和拉片保持体35的后开口34侧的端部之间的间隙57用作拉片50的安装轴51所插入到的间隙。用于闭合插入间隙的构件58布置在间隙57中，以使其在间隙闭合位置和靠近菱形部33侧的间隙打开位置之间滑动。

在日本实用新型4-32974号公报中已经公开了该拉头，因此，这里将不再详细阐述，但是，将详细阐述可借助于上述结构相对于拉头S移除拉片50、由此总是容易移除或安装拉片50的结构。这样，即使拉片50不是由铜或铜基合金制成，当重复利用时也可以从拉头S容易地移除拉片50，从而，拉片50不必由铜或铜基合金制成。

在本发明中，弹簧和形成拉头的零件都是由铜或铜基合金制成，这导致非常良好的重复利用性。

将基于图7和图8说明本发明的其它实施例中的按扣。在下文中，“表面构件”指的是主要布置在基板的外表面上的构件，而“基部构件”指的是主要布置在基板的下侧的构件。

图7是示出作为适用于本发明的按扣的一个例子的按扣SB1的剖视图。按扣SB1由母扣101和子扣102组成。母扣101由母构件103(基部构件)和母固定构件105(表面构件)组成，在母构件103中形成配备有在内周面上与子扣102接合(稍后说明)的弹性构件(弹簧构件)的凹部103a，母固定构件105被推入到基板90中并且固定母构件103。子扣102由子构件104(表面构件)和子固定构件106(基部构件)组成，子构件104具有与母构件103的弹性构件接合的膨出的头部104a，子固定构件106被推入到基板90中并且固定子构件104。

图8是示出按扣的另一个实施例中的按扣SB2的剖视图。按扣SB2以与上述按扣SB1相同的方式由母扣101和子扣102组成。母扣101由被覆盖构件107、母固定构件105(被覆盖构件107和母固定构件105合为表面构件)和母构件103、弹簧108(母构件103和弹簧108合为基部构件)组成，母固定构件105被插入到被覆盖构件107中、防止被覆盖构件107变形、被插入到基板90中、并且固定被覆盖构件107和稍后说明的位于基板90的任一侧的母构件103，在母构件103的内部形成容纳子扣102的凹部103a，弹簧108布置在母构件103的凹部103a中，并且具有弹性以与稍后说明的子扣102接合。子扣102由子构件104(表面构件)和子固定构件106(基部构件)组成，子构件104具有与具有弹性的弹簧108接合的膨胀的头部104a，弹簧108布置在母构件103的凹部103a中以提供弹性，子固定构件106被推入到基板90中并固定子构件104。

上述按扣SB1和SB2中的弹簧构件(弹性构件和弹簧)、表面构件和基部构件均由铜或铜基合金制成，这导致非常良好的重复利用性。

在本发明中，由铜或铜基合金制成的弹簧构件优选由具有以下特性的高强度的铜合金制成。

0.2％屈服强度：至少1000N/mm²(并且优选至少1200N/mm²)

弹性极限：至少700N/mm²(并且优选至少1000N/mm²)

维氏硬度：不超过400

拉伸伸长率：至少5％

耐腐蚀性：等于或大于红黄铜(85Cu/15Zn)

检针器对应性：与A对应

合金成分：不含有铅、水银、镉以及六价铬

用于按扣的弹簧构件和用于拉链的拉头尤其要求上述特性。

具有至少1000N/mm²的0.2％屈服强度和至少700N/mm²的弹性极限的铜基弹簧构件可以用于实用目的。在取决于应用的严酷(severe)的条件下使用拉链和按扣。例子包括砂洗牛仔裤或清洁室中的高压灭菌等。考虑到这些严酷的条件，0.2％屈服强度优选是至少1200N/mm²并且弹性极限优选是至少1000N/mm²。

为了提供用于实际使用的足够的耐久性和制造/加工(如压制成形)的容易性，将硬度和拉伸伸长率规定在上述值。

此外，由于拉链、按扣等可用于如衣服和鞋子等随身物品，所以，它们优选不含有铅、水银、镉以及六价铬。

在上述耐腐蚀性方面，用于拉链的铜合金需要抵抗包含如酸、碱等化学药品等多种物质的腐蚀，但是最重要的是抵抗应力裂纹，该应力裂纹也被称为季节性裂纹(season cracking)。在由于加工导致残余应力的场合，曝露到氨气氛围可导致裂纹，随着铜锌合金的锌含量的增大，该裂纹趋向于变得更明显。例如，黄铜(65Cu/35Zn)比红黄铜(85Cu/15Zn)更易于破裂，并且存在在某些使用条件下齿(teeth)会折断的危险。从而，即使黄铜比红黄铜的强度大，从应力裂纹的角度考虑，红黄铜更适合作为拉链的材料。类似地，使用铜合金的弹簧构件需要抵抗应力裂纹。因此，这意味着：在本发明中，用于弹簧构件的铜合金在JIS H 4201氨气试验中具有至少抵抗红黄铜的应力裂纹的屈服强度。

下面给出具体的试验。

耐腐蚀性试验

将样品在干燥器中悬挂2小时，该样品在距12％的氨水的表面50～100mm的高度处，然后，检查样品的应力裂纹。因为用于弹簧构件的铜合金是导线或线的形状，所以，可以通过拉伸伸长率来判断样品的耐腐蚀性。通过拉伸伸长率的减小来揭示应力裂纹。

现在将论述检针器对应性。在缝制具有拉链和/或按扣的衣服以产生最终制品的过程中需要检测缝制过程中断针的污染的工序。此时，拉链和按扣的构成部件不能作动检针器。因此，构件必须在1koe的磁场中具有不超过1.005的导磁率，以及在18koe的磁场中具有不超过550memu/g的磁化强度，并且优选在1koe的磁场中具有不超过1.003的导磁率，以及在18koe的磁场中具有不超过440memu/g的磁化强度。

在测量当金属以恒定的速率通过磁通量时引起的磁通密度的变化量的静磁场型检针器中，基于相对于标准值的相对值来评估检针性能，其中，与0.8mm直径的钢球对应的磁通密度的变化量被设定为100～120作为标准值(指示值)，并且检针值是被测定物的测量结果。也就是说，当被测定物的检针值等于或低于标准值时，该检针值不会超过与0.8mm直径的钢球对应的检针值，如果被测定物的检针值等于或低于1.2mm直径的钢球的检针值，则该检针值不会超过与1.2mm直径的钢球对应的检针值。通过结果是等于或低于0.8mm、1.2mm或1.5mm直径的钢球的检针值中的任一个来表示检针性能。如果结果等于或低于与0.8mm直径的钢球对应的检针值，则意味着可以检测到缝制时使用的最小专用尺寸的断针。如果结果等于或低于与1.2mm直径的钢球对应的检针值，则意味着可以检测到通常使用的尺寸的断针。本申请的说明书中的表述“与A对应”意味着检针值不超过0.8mm直径的钢球的检针值。

在本发明中，检针性能优选不超过1.2mm直径的钢球的检针值，理想地是不超过0.8mm直径的钢球的检针值。此外，在本发明中，当被测量的合金是15×15×0.4mm的样品测量形式时，被测定物的检针值将是当被测定物向磁通量垂直移动时获得的结果。在拉链或按扣的情况下，被测定物是最终制品或零件，并且检针值也将是当被测定物向磁通量垂直移动时获得的结果。

将通过本发明的以下实施例更详细地说明本发明，但是本发明不限于以下实施例。

弹簧构件的制造

以如下方式制造作为弹簧构件铜合金的具有表1给出的成分的弹簧构件1和弹簧构件2。

表1中的成分被按量配给，在30kg高频率导入熔化炉中以常规方法熔化，铸造成10mm的厚度和120mm的宽度，然后，经过溶液处理，冷轧到3mm，经受中间退火，再次冷轧到1.5mm，并且经受最终退火到120×300mm的尺寸。

然后，将材料进一步冷轧到60％的压延率，并通过热处理进行时效硬化。得到的材料被用作样品。表2给出此时的样品的“0.2％屈服强度”和“弹性极限”。

将样品制备成15×15×0.4mm的尺寸，以确定检针值。使用测量当金属以恒定的速率通过磁通量时引起的磁通密度的变化量的静磁场型检针器来确定检针值，其中，与0.8mm直径的钢球对应的磁通密度的变化量被设定为100～120作为标准值(指示值)，并且检针值是被测定物的测量结果。表2给出基于上述而确定的结果。表中的数值表示相对于上述标准值的相对值。表2中的结果示出：本发明的样品的检针值是不超过80的非常低的值。

表1

	成分(wt％)
	成分(wt％)				Cu	Be	Ti	杂质
	弹簧构件1	97.3	1.9	--	Cu	Be	Ti	杂质	0.8
弹簧构件2	弹簧构件1	97.3	1.9	--	96.3	--	3.2	0.5	0.8

表2

特性	弹簧构件1	弹簧构件2
特性	弹簧构件1	弹簧构件2	0.2％屈服强度(N/mm²)	1100	1000
弹性极限(N/mm²)	830	880	0.2％屈服强度(N/mm²)	1100	1000
弹性极限(N/mm²)	830	880	硬度(时效硬化之前)(Hv)	200	330
拉伸伸长率(时效硬	10	11	硬度(时效硬化之前)(Hv)	200	330

化之前)(％)
化之前)(％)			耐腐蚀性	0	0
检针值	60	60	耐腐蚀性	0	0
检针值	60	60	检针器对应性	A	A

表2示出：弹簧构件1和弹簧构件2具有适合于在拉链和按扣中使用的弹簧构件的特性。

拉链的应用

基于上述“弹簧构件的制造”中的成分和制造方法来制备图3中的板簧2。得到的板簧2与由红黄铜(85Cu-15Zn)组成的拉片3和主体1组装，以制造由铜基合金组成的拉头S。

用于拉链的上述拉头S与图1所示的由红黄铜(85Cu-15Zn)组成的链牙E、上止TS、下止BS一起布置，以制造由铜基合金组成的拉链F。

上述板簧2具有适合于在拉链中使用的拉头的特性。用于拉链的拉头和拉链本身均由铜基合金组成，这导致良好的重复利用性。

明显的是：如果弹簧构件被用作按扣中的弹簧构件，则重复利用性也良好。

本发明中的具有弹簧特性的构件对于工业用途非常有用，因为它消除了重复利用铜时必须分离构成部件的麻烦，并且还通过再熔化处理处理容易地制备再生铜锭，由此降低了重复利用成本。

Claims

1.一种具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述构件包括：构件主单元，其由铜或铜基合金组成；以及安装到所述构件主单元的弹簧构件，其由铜基合金组成。

2.根据权利要求1所述的具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述弹簧构件具有至少1000N/mm²的0.2％屈服强度，以及至少700N/mm²的弹性极限。

3.根据权利要求1所述的具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述弹簧构件具有至少1200N/mm²的0.2％屈服强度，以及至少1000N/mm²的弹性极限。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述弹簧构件具有不超过400的维氏硬度、至少5％的拉伸伸长率、等于或大于红黄铜的耐腐蚀性、以及与A对应的检针器对应性，“与A对应”意味着检针值不超过0.8mm直径的钢球的检针值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述弹簧构件不含有铅、水银、镉或六价铬。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述具有弹簧特性的构件是用于拉链的拉头的主体，所述构件主单元是所述拉头的主体，并且所述弹簧构件安装在所述主体上。

7.一种包括主体和拉片的用于拉链的拉头，其特征在于，所述主体是根据权利要求6的所述具有弹簧特性的构件，并且所述拉片由铜或铜基合金组成。

8.一种包括链牙、止动件和拉头的拉链，其特征在于，所述链牙和/或所述止动件由铜或铜基合金组成，并且所述拉头是根据权利要求7的所述拉头。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的具有弹簧特性的构件，其特征在于，所述具有弹簧特性的构件是按扣的母单元，所述构件主单元是按扣主体，并且所述弹簧构件安装在所述按扣主体上。

10.一种包括子单元和母单元的按扣，其特征在于，所述子单元由铜或铜基合金组成，并且所述母单元包括根据权利要求9的所述具有弹簧特性的构件。