本申请是于2006年8月25日提交的美国申请No 11/467,487的继续部分申请,其中美国申请No 11/467,487要求于2004年11月17日提交的、名为“可再使用和不可再使用的磁性可释放开槽的大头钉离合器”、申请号为60/628,730的在先临时专利申请的权利,出于所有目的上述申请的全部内容被结合与此以作参考。
具体实施方式
一些实施例涉及一种安全系统。安全系统例如可以包括EAS系统。EAS系统可以包括安全标签、分离装置和监视系统。在通常作法中,安全标签可以包括传感器,以当它在被监视的监控区中时发出可检测信号。安全标签可以附连到待监视的物品,诸如服装或衣服。分离装置可以将安全标签移离物品。监视系统可以监视受控区中的信号以确保带有安全标签的被监视物品不被拿出受控区。
各种实施例包括一种系统,该系统可以处理可再使用和单次使用的安全标签的使用。可以处理这两种类型的标签的使用的系统会受到现代超市类型的零售店的欢迎。廉价的单次使用的安全标签使得给比较便宜的物品加标签变得经济,而更昂贵的物品仍然可以加上更昂贵的可再使用的安全标签。可以用如本文所述的相同分离装置来从物品上取下这两种类型的安全标签。
图1A示出了根据一个实施例的安全标签和大头钉组件。图1A可以示出安全标签100和大头钉组件102。安全标签100可以由大头钉保持系统来实现。大头钉保持系统可以指的是被设置成在大头钉组件102插入安全标签100时保持大头钉组件102的一个或多个元件。根据实现安全标签100的大头钉保持系统的类型,安全标签100可实现为可再使用的安全标签或者单次使用的安全标签。所述实施方式并不限于本申请文件。
例如,在一个实施例中,安全标签100可以由可再使用的大头钉保持系统来实现。可再使用的安全标签可以以基本不会从外部或内部破坏安全标签的完整性的方式与被监视的物品分离。一旦可再使用的安全标签被分离,它通常可以重新附连到另一物品上。分离表明标签处于解锁状态。
例如,在一个实施例中,安全标签100可以由单次使用的大头钉保持系统来实现。单次使用的安全标签可以以通常破坏安全标签的完整性的方式与被监视的物品分离。一旦单次使用的安全标签被分离,它通常不能够再次重新附连到另一物品上。分离表明标签处于永久性的解锁状态。
在一个实施例中,大头钉组件102可以包括加大的钉头104和细长的钉柄106。钉柄106可以具有一个或多个凹槽108和尖端112。例如,在一个实施例中,钉头104可以具有约0.5英寸的直径和约0.05英寸的厚度。钉柄106在形状上类似于小尖钉。例如,在一个实施例中,钉柄106可以是0.75英寸长,且直径为0.046英寸。凹槽108可以具有0.038英寸的直径。所述实施方式并不限于本申请文件。
可以使用包括各种类型的金属和塑料的各种材料来实现安全标签100。例如,钉头104可以用塑料和/或钢来形成。钉柄106通常用钢来形成。安全标签100的设计限制可以包括用于安全标签100的磁性材料的数量,原因是一些传感器的范围会因这种磁性而变小。因此,可以利用用于钉头104的塑料材料来实现大头钉组件102以减少大头钉组件102中钢的总量。另一可能选择是用非磁性不锈钢制造大头钉组件102。然而,所述实施例并不限于大头钉组件102的特定材料,只要它们被设计成相互兼容地工作。
在一个实施例中,大头钉组件102可以用于将安全标签100附连到物品上。物品可包括任何商品,例如服装、衣服、包装材料、数字化视频光盘(DVD)盒、光盘(CD)盒、眼镜、盒子,等等。当物品是服装或者衣服时,尖端112可以穿过服装插入到安全标签100中。附连操作可在下面得到更详细地讨论。
在一个实施例中,大头钉组件102还可以包括附加特征,诸如与钉头104附连的系绳或者安全条带。在物品不希望或者不能被刺穿的情况下,系绳或安全条带可以允许安全标签100与物品一同使用。例如,诸如运动器材、电子设备和任何其它产品等包装物品可以通过包装或产品自身的稳定部分用系绳固定。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例中,安全标签100在尺寸上可以小于一些传统的安全标签。例如,在一个实施例中,安全标签100可以是约2.6英寸长,0.8英寸宽,和0.25英寸厚。在将大头钉组件102插入安全标签100时,厚度可增加至约0.67英寸。总重量可以大约为6克。然后,所述实施例并不限于这些特定规格。
在一个实施例中,安全标签100可以包括上壳体114和下壳体116。上壳体114和下壳体116可以在接缝118处结合以形成封闭的安全标签100。在一个实施例中,壳体114和116可以由半硬或刚性的材料制成。可使用的刚性或半硬材料可以包括例如注模的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料的硬塑料、或者聚碳酸脂的塑料。如果使用塑料材料,可以通过超声焊接、搭扣配合、或者期望用于指定实现方式的任何其它合适的结合机构来实现壳体114和116的配合。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例中,安全标签100可以包括第一端130和第二端132。第一端130和第二端132可以是部分中空的,且每一端都具有隔室。第一端130可以具有第一隔室以保持大头钉保持系统。例如,在一个实施例中,大头钉保持系统可以包括钢制楔形构件和橡胶偏压弹性件以保持大头钉组件102的钉柄106。第一端130在此也可以被称作“附连端”或者“大头钉保持系统端”。第二端132可具有第二隔室以容纳发出可由监视系统检测到的信号的传感器。适于与安全标签100一同使用的传感器的实例可包括由Sensormatic
ElectronicsCorporation制造的EAS Ultra-Max
窄标签传感器(“UltraMax传感器”)。第二端132在此也可以被称作“检测端”。
在一个实施例中,第一端130可以包括标签头126。标签头126还可以包括上壳体孔口120和同心壁垒(rampart)122。第一端130可以是约0.9英寸长和0.825英寸宽。形状可以类似于直径约为0.825英寸的半圆。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例中,第一端130还可以包括用于与分离装置一同使用的分离器接口,所述分离装置例如是参考图6描述的磁性分离装置602。例如,第一端130可以包括具有外壁134的突出部124。突出部124可以包括任何需要的形状,只要所需形状适当地与分离装置对接。例如,在一个实施例中,突出部124可以具有如图1A所示的圆柱形的形状。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例中,第二端132可以是约1.8英寸长,0.62英寸宽和0.22英寸厚。形状可以类似于矩形。第二端132的形状和尺寸可允许第二端132用作将突出部124放入在此描述的磁性分离装置中的手柄。
图1B示出了根据一个实施例的安全标签组件。图1B可以示出与参考图1A描述的实施例类似的安全标签100的另一可能实施例。如图1B所示,第二端132可以相对于第一端130形成90°。所述实施方式并不限于本申请文件。
如图1A和1B所示,安全标签100可以用多种不同的外部形状或构造来实现。然而,可以理解的是:在指定的一组设计限制下,可以使用任何数量的外部构造来实现安全标签100。应当根据用于使安全标签100与被监视物品分离的兼容的磁性分离装置的设计和构造来形成用于特定实现方式的外部构造。例如,在一个实施例中,通常被显示成用于安全标签100的外部构造,尤其是第一端130,被设计成与参考图6描述的磁性分离装置602的实施例对接。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例,第一端130的上壳体孔口120可被用于在附连操作期间接收钉柄106。上壳体孔口120的直径可以略大于钉柄106的直径,以便在附连操作过程中允许钉柄106的插入。
在一个实施例中,同心壁垒122可以是限定接收钉头104的空间的壁垒。同心壁垒122的直径可以略大于钉头104的直径,以确保在附连操作过程中可以使钉头104正确就位。例如,在一个实施例中,同心壁垒122的内部直径可以约为0.66英寸。同心壁垒122的一个目的是更好地固定钉头104和安全标签100之间的物品。结果,该结构可以更好地防止企图未授权地将大头钉组件102从安全标签100上撬开。钉头104的尺寸和构造以及相配的壁垒122的形状和尺寸并不限于本申请文件。
图2示出了根据一个实施例的处于未紧固位置的安全标签、大头钉组件和物品。图2可以示出将安全标签100紧固到物品(诸如衣服)上的附连操作的开始。在附连操作过程中,钉体106的尖端112可以穿过物品202插入。钉头104的尺寸有助于确保在不破坏物品202的情况下不可能从大头钉组件102上取下物品202。
图3示出了根据一个实施例的处于紧固位置的安全标签、大头钉组件和物品。图3可以示出将安全标签100紧固到物品(诸如物品202)上的附连操作的结束。一旦钉柄106的尖端112穿过物品202插入,尖端112可以插入到上壳体孔口120中。可以向钉头104施加作用力直至钉头104就位在同心壁垒122中。大头钉组件102可以通过大头钉保持系统与安全标签100保持附连。例如,在一个实施例中,大头钉保持系统可以包括受橡胶弹性件偏压的楔形件,这将在下面作更详细的讨论。一旦就位,大头钉组件102和安全标签100可以牢固地附连在商品202上。一旦已经正确地执行了附连操作,则可以使用磁性分离装置602来实现安全标签100与商品202的分离。
图4示出了根据一个实施例的被分解的安全标签的第一透视图。图4示出了适于用作可再使用的安全标签的被分解的安全标签100的第一透视图。该第一透视图特别示出了上壳体114的外部和下壳体116的内部。
在一个实施例中,安全标签100可以包括传感器402。传感器402可以包括能够产生可检测信号的任何传感器,例如磁传感器、声磁传感器、射频(RF)传感器或者其它类型的传感器。例如,在一个实施例中,传感器402可以包括UltraMax传感器。信号可以由EAS监视系统来检测。例如,EAS监视系统可以包括发射器/接收器(“收发器”)以检测信号,和通知监视系统在监控区中是否存在安全标签100。
在一个实施例中,下壳体116可以具有传感器隔室404。例如,传感器隔室404可以代表参考图1A讨论的第二隔室。传感器隔室404可以包括多个壁416,以限定出对于指定传感器而言足够大的区域。例如,在一个实施例中,传感器404可以是尺寸为1.73英寸长、0.46英寸宽和0.085英寸厚的UltraMax传感器。其它长度和大小可以适合其它检测技术。壁416可以对应于上壳体114的类似壁。
在一个实施例中,下壳体116还可以具有如参考图11所述的凹部1110。凹部1110可以为橡胶弹性件1302提供支承表面1111B,其中橡胶弹性件1302将通过参考图13得到更详细地描述。当上壳体114和下壳体116结合在一起以形成安全标签100时,圆形内壁1113可以引导和固定上壳体114的圆形突出部809,诸如下面描述的图5所示的那样。
图5示出了根据一个实施例的被分解的安全标签的第二透视图。图5示出了适于用作可再使用的安全标签的被分解的安全标签100的第二透视图。该第二透视图特别示出了上壳体114的内部和下壳体116的外部。
在一个实施例中,上壳体114可以包括形成于突出部809内的楔形件隔室802,如参考图8A更详细地描述的那样。例如,楔形件隔室802可以代表参考图1A讨论的第一隔室。楔形件隔室802可以包括多个侧壁803,以限定出对于楔形件1202R(参见图12得到更详细地描述)和橡胶弹性件1302(参见图13得到更详细地描述)而言足够大的区域。例如,楔形件隔室802可以被设计成接收和松散地限制楔形件1202R和橡胶弹性件1302。隔室802也可以由限定出接收楔形件1202R和橡胶弹性件1302的区域的多个立柱、凹部或其它结构限定而成。一旦壳体114和116在接缝118处结合,第一和第二隔室可以被封闭和密封。传感器402可以可靠但未变形地容纳在传感器隔室404内。楔形件1202R和橡胶弹性件1302可以可靠地容纳在楔形件隔室802内,诸如图8A(在下面描述)和图5所示那样,由此形成大头钉保持系统。
将橡胶弹性件1302置于楔形件表面1205R和支承表面111B之间可以使楔形件1202R向内偏压到楔形件隔室802中。当大头钉组件102沿着线412穿过上壳体孔口120插入时,钉柄106可以贯穿楔形件1202R的大头钉保持边缘1213R,使得楔形件1202R抵抗橡胶弹性件1302的偏压而大致绕枢转边缘1215R枢转。钉柄106可以沿着大头钉保持边缘1213R滑动,且被橡胶弹性件1302偏压到钉柄106的通过钉槽108中。在附连操作过程中,钉柄106的一部分可以移到下壳体的柄孔1115中。一旦大头钉保持边缘1213R在大头钉唇边107处被偏压到钉槽108中(参见图8D和9A),钉柄106不能从孔口120中缩回,除非大头钉保持系统的大头钉保持强度被克服。通过这种方式,安全标签100和大头钉组件102可以锁紧或紧固在一起,从而完成附连操作。在此,这可被称作“锁紧状态”或“被锁状态”。
在一个实施例中,下壳体116可以包括表面508。突出部124可以与表面508形成一体。突出部124的直径可以小于标签头126的尺寸。在一个实施例中,突出部124的直径约为0.55英寸,且可以突出0.45英寸。突出部124的较小尺寸可以形成台肩区域504。台肩区域504可以相对平坦,且可以用于在附连操作过程中辅助将第一端130和突出部124就位于磁性分离装置中。
在一个实施例中,分离操作可以指的是从安全标签100的楔形件1202R上分离或释放大头钉组件102。一旦大头钉组件102从楔形件1202R上得到释放,大头钉组件102可以从安全标签100中抽回。一旦大头钉组件102已从安全标签100中抽出,则可以从钉体106上取下物品202,从而完成分离操作。在此,这可以被称作“解锁状态”。可以参考图6更加详细地描述分离操作。
图6示出了根据一个实施例的与磁性分离装置对齐的安全标签和大头钉组件的剖面图。图6示出了在磁性分离装置602上方对齐的安全标签100的视图。为了清晰起见,磁性分离装置602以剖面示出。例如,磁性分离装置602可以包括磁性组件603和壳体610。例如,壳体610可以适合于工作台面安装,其中标签接收孔611在工作台面的表面上方。带有凿的斜面(bezel)的不同壳体可以适合于安装在工作台面的孔中,以使标签接收孔611的开口与工作台面表面平齐或者近似平齐。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例中,磁性分离装置602可以具有标签接口。该标签接口可以被设置成与安全标签100的分离器接口对接。例如,在一个实施例中,标签接口可以包括标签接收孔611。标签接收孔611的开口的直径可以被设计成宽松地接收标签突出部124以便用户轻易插入,但仍然确保用于分离的正确标签位置。标签接收孔611的深度可以被设置成允许将大头钉与标签正确分离,其通常略小于标签突出部124的长度。例如,在一个实施例中,所示的磁性分离装置602的外部构造被设计成与参考图1A和1B所述的安全标签100的实施例对接。然而,所述实施方式不限于本申请文件,只要分离器接口和标签接口是兼容的。
图7示出了根据一个实施例的插入到磁性分离装置中的安全标签。图7示出了在放置到磁性分离装置602内时的安全标签100。更具体地,图7示出了就位在磁性分离装置602内或之上的安全标签100和大头钉组件102。该位置可以有利于大头钉组件102与安全标签100的分离。
图8A示出了根据一个实施例的安全标签的上壳体的内部视图。图8A示出了上壳体114的楔形件隔室802、特别是用于设置在端部130内的大头钉保持系统的楔形件隔室802的细节图。该构造可以适合用在可再使用或者单次使用的安全标签中。这两种实现方式之间的一个差别是楔形件的形状。在可再使用的安全标签中,楔形件1202R可以具有如图12A所示的轴突出部(axel protrusion)1221R和1222R,所述轴突出部不一定存在于用于如图12B所示的单次使用的安全标签的楔形件1202S中。在楔形件的指示数字上使用后缀“R”可以指的是适合与可再使用的安全标签一同使用的大头钉保持系统(例如1202R、1213R等)。在楔形件的指示数字上使用后缀“S”可以指的是适合与单次使用的安全标签一同使用的大头钉保持系统(例如1202S、1213S等)。如果不使用楔形件指示数字后缀(例如1202、1213等),则描述可以涉及可再使用的楔形件1202R和单次使用的楔形件1202S中的一个或两个。所述实施方式不限于本申请文件。
如图8A所示,楔形件隔室802可以包括几个内壁。钉柄孔807可以包括一个空间,钉柄106可以沿着线路412移入和占据该空间,诸如图3-4所示那样。钉柄孔807可以贯穿上壳体114,在孔口120处开始、然后通过顶壁808A、进入楔形件隔室802并且部分通过前壁803C到达突出部809的顶面814。
前壁803C的位置可以根据所需要的实现方式而变化。例如,前壁803C可以被设置成与图8A所示相比更远离后壁803D,在这种情况下它与壁803T重合。如图8A所示,壁803C比壁803T离后壁803D近大约0.016英寸。另外,壁803C具有被切开以露出钉柄孔807的半圆形表面。离后壁803D最远的钉柄支承表面803S的一部分可以包括支承壁803T。该半圆形表面可以提供几个优点,诸如有助于引导被插入的钉柄106以向圆形钉柄106提供半圆形支承表面803S,所述支承表面803S相对于具有平坦支承表面的情形提供略高些的拉出力(Fpo)。拉出力Fpo可以指的是将大头钉组件102强行拉出安全标签100所需的在安全标签100和大头钉组件102之间的分离力的大小。如在下面进一步讨论的那样,在对壁803C进行定位时还可能要考虑其它因素。
当下壳体116与上壳体114结合时,钉柄孔807进一步伸入下壳体柄孔1115,其中孔807在柄孔1115中终止(参见图4)。当钉柄孔807未被占据时,楔形件1202的表面1203(诸如将在下面描述的图9A中所示的)可以平靠顶壁808A,且大头钉保持边缘1213接触或几乎接触前壁803C。楔形件1202可以紧密地装配在楔形件隔室802中,但是留有足够的间隙以便楔形件1202大致绕枢转边缘1215自由枢转。例如,楔形件侧面1211(诸如将在下面描述的图12A-12B中所示的)可移动地靠近侧壁803E,楔形件侧面1214(也在图12A-12B中)可移动地靠近侧壁803J,楔形件枢转侧面1207(也在图12A-12B中)可移动地靠近或接触后壁803D,大头钉保持边缘1213(也在图12A-12B中)可移动地靠近前壁803C且覆盖钉孔807的大部分。在可再使用的安全标签中,楔形件的轴突出部1221R和1222R可以宽松地位于它们相应的凹部821和822中,因此它们能够未受明显阻碍地枢转。
图8B示出了根据一个实施例的安全标签的插有楔形件的上壳体的内部视图。图8B示出了插入楔形件隔室802且平靠在顶壁808A上的楔形件1202。一旦楔形件1202就位,橡胶弹性件1302可以被放置到楔形件隔室802的属于它的那部分中。在可再使用的安全标签中,突出部1221R和1222R可以被设置在它们各自的凹部821和822中。
图8C示出了根据一个实施例的安全标签的插有楔形件和橡胶弹性件的上壳体的内部视图。图8C示出了根据一个实施例的设置在楔形件隔室802内的楔形件1202和橡胶弹性件1302。橡胶弹性件1302的侧面1304A(诸如将在下面描述的图9A中示出的)被插入到楔形件隔室802,保持橡胶弹性件表面1309D靠近后壁803D。橡胶弹性件1302由凹部侧壁803F、803G、803H和803I进一步引导,直至橡胶弹性件的侧面1304A抵靠在楔形件1202的表面1205上。在一个实施例中,橡胶弹性件1302的宽度可以大于楔形件1202的宽度,楔形件紧密地安装在楔形件隔室802的从侧壁803G到侧壁803H的延伸部分中。通过这种方式,可以控制橡胶弹性件1302在楔形件1202上的位置。所述实施方式并不限于本申请文件。
控制橡胶弹性件1302的位置可以确保在生产环境中制造的标签具有作用于楔形件1202上的可再生的橡胶弹性件偏压,以便可靠和稳定的分离。橡胶弹性件1302的位置还可以减少或防止在单次使用的安全标签上出现“砰击”效应。砰击可以指的是用户将突出部124的底部撞击在坚硬表面上,这会导致单次使用的安全标签在不使用磁性分离装置602的情况下获得永久解锁状态。出现这种情况的原因是橡胶弹性件1302的偏压朝向楔形件1202S的一端。砰击所产生的竖直力会作用在楔形件1202S的重心上,由此导致楔形件1202S在砰击力下扭曲或旋转。然而可以通过将橡胶弹性件1302的偏压移至楔形件1202S的重心(如参见图31所描述的那样)来减少或消除砰击效应。所述实施方式并不限于本申请文件。
在一个实施例中,从楔形件表面1205到支承表面1111B之间的距离小于橡胶弹性件1302的高度。因此,当上壳体114和下壳体116结合以构成安全标签100时,橡胶弹性件1302会受到压缩。这可以导致楔形件1202受到偏压而抵靠楔形件隔室802的顶壁808A。在可再使用的安全标签中,这也可以将轴突出部1221R和1222R偏压到它们各自的凹部821和822中。
图8D示出了根据一个实施例的安全标签的插有楔形件、橡胶弹性件和钉柄的上壳体的内部视图。图8D示出了楔形件隔室802内的另一视图。该视图被描绘成好像是在下壳体116透明的情况下将下壳体116与上壳体114结合在一起的。因此,楔形件表面1203受到偏压而抵靠楔形件隔室802的顶壁808A,如同它在完整的安全标签100中那样。
图9A示出了根据一个实施例的图8D的局部剖面A-A。轴突出部1221R被示出以作为参考。图9A可以用于帮助描述将大头钉组件102插入安全标签100的操作。如图8D和图9A所示,钉柄106的尖端112可通过孔口120插入安全标签100并且进入钉孔807。在插入过程中,尖端112会接触楔形件1202的倾斜表面1209,导致楔形件1202抵抗橡胶弹性件1302的偏压而大致绕楔形件边缘1215逆时针枢转,直到钉柄106通过楔形件1202的大头钉保持边缘1213开始滑动。进一步的插入可以使钉柄106的钉槽108和唇边107靠近大头钉保持边缘1213,然后大头钉保持边缘1213被橡胶弹性件1302偏压到钉槽108中抵靠唇边107。因此,大头钉保持边缘1213可以被设置在钉槽108内,从而防止大头钉组件102被拉出安全标签100,除非大头钉保持系统的保持强度被克服。在此位置上,大头钉组件102可以被紧固或者锁紧到安全标签100上,并且获得锁紧状态。例如,在一个实施例中,当处于锁紧状态时,楔角Φ可以是大约34°。
图9A还示出了涉及可再使用的大头钉保持系统的分离过程的特征。图9A描绘了突出部1221R位于其中的凹部821,但是未示出突出部1222R位于其中的对称的凹部822。凹部821/822的深度是壁803L/803K的竖直尺寸。在分离过程中,当标签100接近图6的分离器时,楔形件1202R被推动以大致绕边缘1215R逆时针旋转。随着标签越接近就座于分离器中时,磁吸引力变得越来越强,直到楔形件1202R的旋转量足以使边缘1213R跳过唇边107,从标签上释放大头钉。紧跟在大头钉被释放之后,标签完全位于分离器中(参见图7)。通常,标签完全位于分离器中,标签由吸引楔形件1202R的磁力保持在分离器中,然后从标签中取出大头钉。大头钉保持系统可以被设计成在标签就位时,给定的磁场强度“S”刚好足以释放大头钉(解锁状态),或者磁场强度可以超出值“S”例如25%,并且大头钉保持系统仍将释放大头钉。如果分离器的磁场强度远远超出值“S”,则会出现操作问题。楔形件可以进一步旋转以将橡胶弹性件1302压缩至一点,在该点上,楔形件接近竖直状态且楔形件1202R的边缘1213R受到吸引从而接触壁1111B。这会导致突出部1221R和1222R被拉出它们各自的凹部821和822,并且膨胀的橡胶弹性件1302将边缘1216R的突出部分推到壁816/818上,这会构成永久解锁状态。为了解决这种状态,大头钉限制系统的尺寸要使得壁803L和803K在竖直方向上足够长,并且楔形件长度足以使得在楔形件1213R接触壁1111B时,突出部1221R和1222R不能被拉出它们各自的凹部821和822。
再次参见图9A,安全标签的一种设计限制可以包括在没有分离装置602的情况下强行使大头钉组件102与安全标签100分离所需的拉力(Fp)的大小。该作用力可以被称作“拉出力”(Fpo)。例如,假设沿“大头钉离开”方向向大头钉组件102施加拉力(Fp)以试图使大头钉组件102与安全标签100的表面138分离。当有人试图沿远离安全标签100的竖直方向用力拉衣物202和大头钉组件102时会出现这种情况。由于钉槽108的凹槽唇边107与大头钉保持边缘1213接合,因此竖直作用力拉紧大头钉保持边缘1213,试图使楔形件1202大致绕边缘1215顺时针枢转。然而,楔形件1202的顺时针枢转试图将大头钉保持边缘1213放入钉孔807,同时钉柄106仍然位于其中。因此,钉柄106可以变成楔入安全标签100。在此,这有时会被称作“楔入效应”。楔形件1202将使大头钉组件102保持在安全标签100中,除非大头钉保持系统的大头钉保持强度被克服(例如,Fp>Fpo)。
如图9A所示,当大头钉组件102被锁紧在安全标签100中时(其中大头钉保持边缘1213接触唇边107),在钉头104的底部与标签的表面138之间存在一定的竖直距离。该距离可以被称作“初始大头钉间隙”(ITC)。增加Fp会使大头钉保持系统的部件发生一些弯曲和/或变形,这导致加到初始大头钉间隙上的“额外大头钉间隙”(ATC)。如果部件不弯曲或变形,则将不会有额外大头钉间隙。额外大头钉间隙通常是不受欢迎的,因为它会使钉柄106的更多部分存在弯曲或切断的可能,因此使得安全标签100更脆弱和更容易被破坏。如下面详细描述的那样,存在几种适应或减少额外大头钉间隙的设计技术。
图9B示出了根据一个实施例的图9A的大头钉保持系统的部件的静力图。为使Fp不将大头钉组件102拉出安全标签100,必须有相等但相反的作用力Fp’将大头钉组件102保持在安全标签100内。这可以描绘一种静止或非运动状态。如果Fp变得足够大以在锁紧状态下将大头钉拉出标签,则Fp的值被称作上述拉出力Fpo。
在图9B所示的静力图中,Fp可以指的是从安全标签100施加在大头钉组件102上的拉力,Pt-W可以指的是一个点,在该点上,大头钉保持边缘1213接合凹槽108中的凹槽唇边107。另外,静力图和导出的静态方程假定大头钉限制系统的所有部件均不弯曲或变形,所述部件包括壁803D、808A、803T、楔形件1202和钉柄106。
根据静态力学,可以导出下列方程:
Fp’=Fp=Fv+Ff;
Fv=Fa×sinΦ;
Ff=β×Fh;和
Fh=Fa×cosΦ。
其中,β可代表钉柄和壁803S/803T之间的静摩擦系数。例如,β可以近似为0.5,这是通过在4磅(lbs)和26lbs的Fh下进行实验测量确定的。这些方程可以改写成以下形式:
Ff=β×Fa×cosΦ;
Fp=Fv+Ff=Fa×sinΦ+β×Fa×cosΦ=Fa(sinΦ+β×cosΦ);和
Fa=Fp/(sinΦ+β×cosΦ)。
在楔角Φ是34°的情况下,可以导出以下方程:
Fp’=Fp=Fv+Ff;
Fa=1.027×Fp;
Fh=Fa×cosΦ=0.851×Fp;
Ff=β×Fh=β×Fa×cosΦ=0.426×Fp;和
Fv=Fa×sinΦ=0.574×Fp。
基于这些方程,Fp将始终被等于Fp的Fp’抵消,因此增加Fp的值应该不会引起大头钉组件102的运动,即不会出现额外大头钉间隙(ATC)。图10的曲线A示出了在这种理想限制下,额外大头钉间隙与Fp的关系。对图8D所示的实施例的测试表明:当拉力Fp继续变高时,大头钉保持系统的部件逐渐弯曲,直到强行使大头钉组件102与安全标签100脱离。图10的曲线C是如何因大头钉限制部件在增大的Fp的拉力作用下逐渐弯曲而出现额外大头钉间隙的实例。通过对产生曲线C的图8D的实施例进行某些改进,可以获得更接近理想曲线A的曲线,诸如曲线D、E、F、G、H和I,它们将在下面进行讨论。关于图10的曲线A和C,这些曲线在它们提供的信息上是相关的。例如,如果Fp的标度(scale)只到0.5磅而不是160lbs,曲线A和曲线C将看起来非常近似。而且,如果Fp的标度达到百万磅,则曲线A和曲线C将看上去大约是在0lbs处释放。这里使用的“标度”可以包含在零售楼层上保护商品抵御大多数人为的偷窃企图所需要的数值。例如,人能够产生的直接手对手的拉力大约是80磅。因此,服装(在这种情况下,将大头钉直接拉离标签是一种可能的破坏方式)上的安全标签的Fpo应至少为80磅。一般而言,安全标签的Fpo越高,则感觉标签的质量越高。另一质量因素是Fp产生的额外大头钉间隙;越少越好。额外大头钉间隙提供了由通过例如弄弯、撬开或切割装置攻击钉柄106或钉头引起的更多的可能的偷窃。对于任何指定Fp,当今行业中的不同安全标签的额外大头钉间隙的数量变化很大。关于Fp和大头钉位移的标签实施例的良好性能是产生介于图10的曲线A和曲线B之间的曲线的那种。对于安全标签而言,好的Fpo可以具有例如至少125磅的规格值。
如上所述,在某些理想限制下,增加Fp不会引起额外大头钉间隙。对于图9A的构造,这些理想限制可以包括、但不限于以下:(1)从后壁803D到大头钉支承壁803T的距离不增大;(2)钉槽108的直径不变小;(3)从枢转边缘1215到大头钉保持边缘1213的楔形件1202的长度不变小;(4)壁901的厚度不变小;和(5)表面136与表面138之间的竖直距离不变小。然而,这些理想限制在实际的实现方式中难以维持,因为所有的材料在被施以作用力时都会出现一定程度的弯曲。
第一限制涉及从后壁803D到大头钉支承壁803T的距离。施加的拉力Fp会导致凹槽唇边107朝向顶壁808A拉紧大头钉保持边缘1213。这可以推动楔形件1202顺时针往回枢转到其之前的大头钉插入位置。然而,当大头钉保持边缘1213在唇边107处接合在凹槽108中时,大头钉108阻止边缘1213水平移入凹槽108的固体金属,因此楔形件1202不能往回枢转到之前的大头钉插入位置。这会形成卡住或楔入效应,其中不会出现大头钉保持边缘1213的竖直的“大头钉离开”运动,除非同时出现大头钉保持边缘1213进入钉槽108的一些水平运动。因此,作用于大头钉保持边缘1213上的Fp会引起凹槽108上的水平合力Fh,所述合力使得钉柄106抵靠大头钉支承壁803T(支承表面803S),并且使得楔形件枢转边缘1215抵靠后壁803D。竖直合力Fv可以使楔形件边缘1216抵靠顶壁808A。另一竖直合力是摩擦力Ff。摩擦力Ff可以竖直地作用在支承壁803T(支承表面803S)上。这些壁都是上壳体114的一部分,所述部分通常是用诸如ABS塑料这样的材料制成的固体模制部分。或者,所述部分可以由金属固体加工而成。ABS塑料具有一定程度的弹性,但是它在被施以作用力时也会发生一定程度的永久变形。因此在Fp的压力下,与楔形件1202接触的楔形件隔室的壁803D和与钉柄106接触的楔形件隔室的壁803T/803S会略微发生弯曲,因此导致出现一些额外大头钉间隙。
第二限制涉及钉槽108的直径。例如,在一个实施例中,钉柄106包括诸如钢这样的金属。钢柄可以被充分硬化以防止它在由大头钉保持边缘1213施加到凹槽108上的作用力Fh的作用下发生变形。例如,可以用硬化到大约RC48的洛氏硬度的钢来实现钉柄106。只要大头钉保持边缘1213要比RC48软很多(例如RC40),则钉槽108的弯曲因此可忽略不计。如果钉柄106/凹槽108的硬度比边缘1213软很多,则预期基于这个来源会出现更大的弯曲且因此更多的额外大头钉间隙。这可以包括钉柄106在唇边107处挤出,和/或在凹槽108处切断柄106。
第三限制涉及从枢转边缘1215到大头钉保持边缘1213的楔形件1202的长度Lw。一些实施例可以具有约RC40的楔形件硬度,和硬度约为RC48的更坚硬的大头钉。另外,在一些实施例中,大头钉保持边缘1213的角度可以包括大约30°(1220),并且尖端半径不超过0.002”以便很好地适配在钉槽108和大头钉唇边107的交点内。唇边107和凹槽108的交点约为90°,内部半径不超过0.002”,并且被定义为图9B中的大头钉接触点Pt-W。尺寸并不限于本申请文件,但是大头钉保持边缘1213必须兼容地适配在Pt-W中。在施加的Fp和合力分量Fh的影响下,在Pt-W处与大头钉接触的大头钉保持边缘1213的部分可以发生变形。通常较软的大头钉保持边缘1213被推压到通常较硬的大头钉接触点Pt-W上/中,并且当Fp增大时,边缘1213在Pt-W周围和内部形成与大头钉的Pt-W接触区域相反的形状。结果是在大头钉保持边缘1213中形成凹状半圆形凸出部分,所述凸出部分与多达1/2的大头钉唇边107以及凹槽108和柄106在接触区域中的部分一致和匹配。实质上,在楔形件和钉柄具有恰当的硬度和相对硬度的情况下,可以形成与大头钉唇边107的形状相配的底座。半圆形的凸出部分(底座)的尺寸和深度取决于施加的最大Fp以及楔形件和大头钉所选择的硬度。施加的Fp越大,则形成的与形状相配的底座越大(多达大头钉唇边107的1/2),并且通常大头钉保持系统的保持强度越大。如果楔形件1202由更为坚硬的材料(诸如RC58)制造,则大头钉保持边缘1213不会围绕接触区域成形。相反地,在Fv的影响下的RC58的楔形件1202可以在Pt-W处剪切较软的大头钉(RC48)。如果楔形件和因此边缘1213的硬度为RC30,则半圆形的凸出部分可以成形,但是在低Fp值下可能剥离(strip out)或挤出,因为边缘1213过于柔软。如果楔形件的硬度大约为RC48并且大头钉的硬度大约为RC40,则半圆形的凸出部分将在一定程度上成形,但是随着Fp增大大头钉可能部分挤出。楔形件1202和钉柄106的硬度和相对硬度可以是不同值,并且标签/大头钉将在高达大约15磅的Fp下正常工作,但是Fp/额外大头钉间隙曲线可以变化很大。在一个实施例中,可以在RC40的楔形件硬度和RC48的大头钉硬度下获得平衡结果。其它硬度可以产生所需要的平衡结果,并且所述值并不限于本申请文件。因此,楔形件长度Lw会根据所形成的半圆形凸出部分的深度减少,并且产生一些永久性的额外大头钉间隙。
第四限制涉及壁901的厚度。就高达>200磅的Fp值而言,通常为实心的塑料壁901的压缩相对较小,因此额外大头钉间隙的增加是可以忽略不计的。边缘1216可以在合力Fv的一部分的作用下被压靠在壁808A上,但是对额外大头钉间隙的影响相对较小并且在楔角为0°时可能完全消失。在净分离力Fp作用下的壁901的压缩与净额外大头钉间隙相比可能是不显著的。
第五限制涉及表面136和表面138之间的竖直距离。由于分离力Fp在整个表面138与钉头104的整个下侧面之间,并且钉柄106还与表面136下方的塑料壁(例如808A和803S)接合,因此表面136与表面138之间的距离会趋于略微减小。由于表面136和138在壁垒122处发生偏移,壳体会在偏移处趋于发生弹性弯曲和/或变形,并且表面136和138在力Fp的作用下会趋于被拉到一起。壁垒122的壁厚和直径的正确设计可以防止在Fp值大于100磅的情况下额外大头钉间隙的增量相比于净额外大头钉间隙显著的问题。如果没有壁垒122,则不存在这种问题。
图9C示出了根据一个实施例的图9A的部件的尺寸图。图9C示出了安全标签100和大头钉组件102处于锁紧状态并且所施加的小Fp值刚好足以使大头钉保持边缘1213与唇边107接合时的尺寸和初始状态。更特别地,图9C可以示出楔形件隔室802的各种尺寸,例如从边缘1215到位于凹槽唇边107下方的钉槽108内的Pt-W的楔形件1202的长度Lw,和从后壁803D到位于Pt-W正下方的点的水平长度La,其被图8D和9A的实施例的设计设置成0.195英寸。从这些指定尺寸中算出楔角Φ为34°,且可能的额外大头钉间隙为0.131英寸,从而排除了下面将进一步解释的过旋转问题。值得注意的是:0.131英寸的额外大头钉间隙尺寸基本对应于图10中的曲线C的缺口。楔形件1202可能需要平躺在壁808A上,以实现0.131英寸的额外大头钉间隙。相应地,楔形件1202应该大致绕边缘1215从Φ=34°枢转到Φ=0°。这意味着0.235英寸的Lw平躺在设置为0.195英寸的长度La上。这是一种叉状(dichotomous)状态,除非产生一些限制。实际上,在施加的65磅的作用力下,在图8D的实施例中,楔形件确实平躺在壁808A上。在65磅的Fp下,深度大约为0.020英寸的半圆形凸出部分在大头钉保持边缘1213中围绕钉槽108、凹槽唇边107和钉柄106成形。这意味着Lw从0.235英寸减小到0.215英寸。在65磅的Fp下,在壁803T(803S)中形成约0.010英寸的凹痕,并且进一步地,壁803D形成由边缘1215和楔形件表面1207构成的约0.010英寸的凹痕。因此,尺寸La从0.195英寸增至0.215英寸。因此,由于大头钉保持边缘1213、壁803T(803S)和后壁803D的净弯曲,在Fp等于65磅的时候楔形件1202平躺在壁808A上。
随着施加的作用力Fp的每次增加,所有的大头钉保持系统部件的总弯曲量也增加。因此,Fp从0开始的第一次增加将引起额外大头钉间隙的第一次增加。例如,当Fp从0增加至5磅时,大头钉间隙可以从0增至0.0033英寸,等等。这将产生图10的线性曲线B。斜率为1500磅/英寸的曲线接近一些传统安全标签的曲线。然而,随着Fp变大,额外大头钉间隙在相同Fp增量下的增量通常变大。图10的曲线C可以说明这种非线性。
通过试图强行将大头钉组件102与标签100分开,大头钉保持系统部件中的一个或多个可以略微弯曲,并且产生一些额外大头钉间隙。通常存在两种类型的弯曲,其被称作“弹性的”和“永久性的”。之前讨论的金属元件(例如,金属大头钉和/或金属楔形件)的弯曲几乎全是永久性的。这些金属件会永久变形,因此对额外大头钉间隙有贡献的弯曲变成永久性的。然而,塑料元件的弯曲可以既具有弹性分量又有永久性分量。在Fp被去除时,对额外大头钉间隙有贡献的塑料元件的弯曲中的一部分可以是可恢复的,而一部分则不可以。因此,对于给定拉力Fp,净额外大头钉间隙将具有永久性分量和可恢复的分量。例如,对于小于或等于Fpo的50磅的拉力Fp,额外大头钉间隙可以包括约0.040英寸。然而,当Fp被去除时,额外大头钉间隙可以回复到0.020英寸。这意味着具有0.020英寸的永久性额外大头钉间隙,和0.020英寸的弹性(可恢复的)额外大头钉间隙。第二次施加的Fp不应引起进一步的永久性额外大头钉间隙,除非第二Fp大于第一Fp。通常,常用的最大Fp小于20磅,并且永久性额外大头钉间隙小于0.007英寸。当加入到通常为0.040英寸的初始大头钉间隙时,该永久性额外大头钉间隙是不显著的。实验表明:一些实施例可以具有介于净额外大头钉间隙的25-80%之间的永久性额外大头钉间隙,这取决于施加的Fp。
最终得到的作为施加的作用力Fp的函数的额外大头钉间隙的关系由图10的曲线C给出。值得注意的是:曲线C恰好位于曲线A和曲线B之间的期望区域之外。在约65磅的作用力Fp下,额外大头钉间隙可以包括0.131英寸,其对应于曲线C中的缺口。从曲线C中的缺口到拐点(knee)的额外大头钉间隙是Fp略微增大的结果,导致大头钉移动超出楔角为0°的地方0.032英寸。出现这种现象的原因在于当楔形件大致绕边缘1215顺时针旋转到0°之后,当它接触壁808A时还可以进一步绕边缘1217顺时针旋转,直至楔形件表面1209平躺在壁808A上。围绕边缘1217的这种旋转在此被称作“过旋转”。接触唇边107的边缘1213最终形成的向下附加运动是在曲线C的缺口和拐点之间的高达0.032英寸的额外大头钉间隙。在出现这种情形时,边缘1215竖直移动,同时刮擦壁808D,这可以向过旋转提供一些阻力。从拐点处的65磅到Fpo处的105磅的曲线C部分是当楔角为0°或者因过旋转而小于0°时,凹槽108和唇边107被推过形成于楔形件的大头钉保持边缘1213上的半圆形凸出部分与表面803S之间的开口的结果。当楔角大约为0°时,大头钉保持边缘1213中的半圆形凸出部分可以完全形成于钉槽108的一侧周围和唇边107下方,并且钉槽108和唇边107的相对侧可以被压入表面803S并且使表面803S稍微变形。因此,为了将钉柄106拉过“凹槽108大小”的开口,必须强行扩大该开口。在参考图8D、9A、9B和9C描述的实施例中,将钉柄106拉过“凹槽108大小”的开口所需要的拉力Fp因此可以近似等于105磅(曲线C的释放点)。将钉柄106、凹槽108和凹槽唇边107拉过“凹槽108大小”的开口的过程可包括从大头钉保持边缘1213中挤出一些或所有半圆形凸出部分,挤出一些或所有表面803S,挤出一些或所有凹槽唇边107、或者使与楔形件1202接触的塑料壁进一步弯曲。从拐点到Fpo的净弯曲是如图10的曲线C所示的大约0.030英寸的额外大头钉间隙。
虽然参见图8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C和图10的曲线C描述的实施例可以用在EAS安全标签中,但是该实施例可以具有一些可以被改进的特性。这些特性可以包括:(1)图10的曲线C在曲线A和曲线B之间的期望区域之外;(2)Fpo不超过预期的125磅;(3)当Fp将楔形件1202拉至大约25°或更低的角度时,楔形件1202和大头钉100可以被充分卡住并且不能用图6的分离器分离,这主要是下述摩擦力Ff’的作用;(4)当大于某个值的Fp被施加然后被去除,并且标签处于“未被卡住”状态之后,楔形件将不会重新抓住钉槽唇边107;(5)在楔形件1202的角达到0°之后,过旋转引起额外大头钉间隙;(6)单次使用的构造可以通过至少比强度“S”弱的磁性分离器操作成永久性解锁状态。
为了使大头钉100与标签102分离,楔形件1202必须处于“自由状态”,该状态指的是能够在图6的分离器的影响下自由旋转。受到保护的服装可以为获得自由状态的楔形件提供小的阻力。例如,受到保护的服装可以紧密地适配在钉头和标签之间(参见图3),以在大头钉上提供小的“大头钉离开”压力,导致大头钉保持边缘1213在唇边107处保持在凹槽108中,从而使得图6的分离器不能轻易地释放大头钉保持系统。钉头上的微小“大头钉进入”指压Fi将导致大头钉移动0.003”至0.004”,这足以释放楔形件使其处于自由状态,从而在标签被定位到图7所示的分离器上时允许楔形件边缘1213旋转到解锁位置。在钉头需要小Fi来使大头钉与标签分离是现今用在安全标签上的实际所有可磁性释放的滚珠离合器的特性,并且如果有问题的话也是很少的。服装提供的这种“大头钉离开”压力在此被称作“服装压力”。
当处于自由状态时,作用在楔形件1202上以防止其旋转的大头钉保持系统的唯一限制是橡胶弹性件1302的偏压,其可以由图6的分离器克服以释放大头钉。可以通过用手推动钉头、由此将钉柄106推入标签102来将被卡住的楔形件1202推动到自由状态下。所需要的推力Fi取决于多个因素,但是主要取决于施加的Fp的大小。在楔角大约为34°时,楔形件可以处于自由状态。当施加Fp时,楔角随着塑料壁和楔形件弹性弯曲和/或变形而减小。根据先前导出的方程,摩擦力Ff(Ff=Fp×β×cosΦ/sinΦ+β×cosΦ)阻碍大头钉的运动,并且竖直作用力Fv(Fv=Fp×sinΦ/sinΦ+β×cosΦ)努力将大头钉保持在标签中。这些力在与施加的Fp相反的“大头钉进入”方向上是有效的。在去除Fp的某一点上。净弯曲的弹性部分正在试图回复。回复力Fh’主要是水平的(朝向其初始的拉动前位置的向后塑性恢复),并且将合力施加在楔形件和大头钉上。现在存在阻碍大头钉运动的新Ff’(Ff’=Fh’×β)。现在在“大头钉进入”方向上存在新的Fv’(Fv’=Fh’×tanΦ)。如果Fv’大于Ff’,则净力沿“大头钉进入”方向,并且大头钉和楔形件将移至自由状态而无需用手在钉头施加作用力Fi。如果Ff’大于Fv’,则净力不允许大头钉和楔形件运动,并且大头钉保持系统将不再自动移至自由状态,而是需要在钉头获得一定大小的Fi以获得自由状态(例如不卡住大头钉)。测试表明:例如,在大约15lbs的Fp被施加然后被去除之后,无需用手在大头钉上施加推力Fi以获得自由状态。在20磅的Fp之后,获得自由状态需要约5磅的Fi。在40至50lbs的Fp之后,获得自由状态需要约15lbs的Fi(楔角大约为20°)。在65lbs的Fp之后(楔角=0°),获得自由状态需要约35lbs的Fi。
因此可以理解的是:钉柄106和表面803S/壁808T之间的摩擦力Ff’不会总是允许楔形件1202和大头钉组件102自动退回到自由状态。相反地,摩擦力Ff’可能需要由钉头上的作用力Fi克服以使楔形件1202处于自由状态。使大头钉保持系统达到自由状态所需要的Fi的具体数量可以根据施加的Fp和获得相应楔角Φ变化,并且在一定程度上根据唇边109的斜度和形状变化。其它因素可以包括在施加Fp和Fi之间经过的时间和当施加Fp和Fi时的温度差。因此,理想特性是在Fp可达到20至30lbs的正常使用时或者在甚至施加更大Fp时需要很小的Fi或者不需要Fi(例如所需要的Fi应被最小化)。
上面关于卡住特性(3)的讨论描述了图8D和9A的主题实施例的典型结果,在该实施例中,壳体114和116由ABS塑料制成,钉柄106具有环绕钉柄106的两个圆形凹槽108,所述圆形凹槽长约为0.040英寸且彼此间距约0.040英寸,钉柄硬度约为RC40,楔形件硬度约为RC45,凹槽108的表面平行于柄106的表面且深度为0.003”/0.004”,两个凹槽唇边107和109均相对于柄106的表面成90°角,并且第一凹槽的唇边107与该点相距约0.12英寸。
例如,在一些实施例中,期望将楔角限制到大约15°或者更高。当半圆形凸出部分由通过大约15°或更小的楔角成形,然后大头钉组件被Fi推回到自由状态时,半圆形凸出部分不能“重新抓住”凹槽唇边107,因此可以轻易地用手从标签中取出大头钉。如果未授权用户能够用足够大的力拉紧大头钉组件102以使楔角达到大约15°或者更小的话,这将是一种容易破坏的形式。出现这种问题的一个原因是楔形件的大头钉限制边缘1213的成形面可以在半圆形凸出部分下方具有约0.011英寸的长度。当大头钉组件102被推回到安全标签100中时,塑料弯曲略有恢复,因此半圆形凸出部分的成形端接合钉槽108的角度与它被成形时不同。凹槽唇边107的深度约为0.003英寸。这意味着楔角不能小于acrtan0.003/0.011=15°。对于大头钉组件102和楔形件1202的不同硬度值和塑料弯曲恢复的不同,这个值可以是不同的。
例如,在一些实施例中,希望防止楔形件1202枢转超过0°。当楔形件1202顺时针地从34°旋转至0°时,它平躺在顶壁808A上,楔形件边缘1217也是这样。附加的Fp可以足以使楔形件1202绕边缘1217进一步顺时针旋转。结果,楔块1202可以绕边缘1217进一步顺时针枢转,从而使得楔形件1215随后主要沿竖直方向移动和刮擦后壁803D。一旦围绕边缘1217的枢转开始,边缘1213的半圆形凸出部分可以向下移动与楔形件1202的厚度一样多的距离,并且略微远离大头钉的唇边107/凹槽108,从而使钉槽108上的夹持压力减小,因此为实现拉出所需的边缘1213的半圆形凸出部分和壁808S的挤出更少。围绕边缘1217的枢转可以使大头钉保持系统具有差不多0.032英寸的更多额外大头钉间隙和更小的拉出力。图10的曲线C将该额外大头钉间隙表示为缺口和拐点之间的距离。如果楔角被限制到例如15°或者更大,和/或如果楔形件表面901完全得到支撑,则不会出围绕边缘1217的枢转,并且Fpo将不会受到影响。
再次参考图8D、9A和9I,图9I示出了根据一个单次使用的实施例的图8D的局部剖面A-A。图9I可以帮助描述单次使用的大头钉保持系统中的棘轮效应。图8D和图9I的实施例的可能的非理想特性是:单次使用的大头钉保持系统可能通过大头钉的操作而受到破坏。假设仅仅图9A的构造作为可再使用(R)的大头钉保持系统。楔形件1202R被限制成绕轴突出部1221R和1222R作旋转运动。当标签100被放置在具有至少充足的强度“S”的磁性分离器中时,楔形件抵抗橡胶弹性件1302的偏压充分转动(可能需要轻微下压钉头以抵消服装压力),以使大头钉保持边缘1213R跳过唇边107,和大头钉102能够从标签100中缩回。当标签被移离磁性分离器时,它恢复到静止状态。
在图9I的单次使用的构造中,希望通过将标签100放到具有至少充足的强度“S”的磁性分离器上来使大头钉组件102脱离标签100。楔形件1202S转动,且边缘1216S抵抗橡胶弹性件1302的偏压充分平移(可能需要轻微下压钉头以抵消服装压力),以使大头钉保持边缘1213S跳过唇边107,楔形件1202S旋转成与钉柄106平行,并且大头钉102能够从标签100中缩回(标签从锁紧状态进入永久性解锁状态)。当标签被移离磁性分离器时,它永久留在解锁状态下。
可再使用的构造与单次使用的构造之间的一个区别在于获得永久解锁状态所需要的楔形件1202S的平移运动。从图9I中可以看到,除了边缘1216S依靠在壁808A上的接触点处的摩擦力之外,楔形件边缘1216S向右运动不受阻碍。该摩擦力取决于橡胶弹性件1302的压缩偏压力的竖直分量和相关的摩擦系数ω。另外,存在橡胶弹性件1302的压缩力的水平分量,其趋于将楔形件边缘1216S从其第一位置向右推动,这可以导致楔形件1216S向右移动,直至摩擦力和作用力的水平分量相等。如果大头钉被推动超过锁紧状态,使得凹槽108在边缘1213S上滑动,并且随后进一步使得唇边109向左将边缘1213S推过凹槽108的深度,则边缘1216S可以略微向右移至第二位置。在这个点上,如果大头钉在“大头钉离开”方向上被拉动,则边缘1213S将卡扣在唇边107中,并且进一步的拉动可以将边缘1216S送回到如图9I所示的边缘1215S接触壁808D的点。然而,如果拉动大头钉使得边缘1213S刚好落回到凹槽108中,则边缘1213S可以保留在第二位置上。结果是通过操作大头钉使边缘1213S略微向右移动。如果标签被放在强度比“S”小的分离磁铁上,并且对大头钉重复进行这种简单的推拉操作导致边缘1213S在唇边109上方升降,该较小的磁铁的磁偏压可以允许边缘1216S向右“齿合”,直至楔形件1202S被推进到永久解锁状态。“齿合”因此是类似于“砰击”的破坏形式,并且应该被改正。
值得注意的是:在插入大头钉之前,楔形件1202S的表面1203S平躺在壁808A上,且被橡胶弹性件1302的压缩力偏压到壁808A上。当大头钉插入到楔形件处于大约34°的点上时,由于楔形件1202S上的橡胶弹性件的压缩力的相关竖直和水平分量,边缘1215S可以略微在壁808D的右边。如果存在这种情形,边缘1216S的第一位置可以不是如图9I所示的边缘1215S接触壁808D时的位置,而是略微偏右。
这个问题的一个方面在于楔形件1202S的位置的不稳定性,因为可以通过操作大头钉沿水平表面808A移动边缘1216,从而使得有可能通过使用其强度比具有至少强度“S”的合适分离器小的分离器来获得永久解锁状态。
图9D示出了根据一个实施例的图9A的部件的第二尺寸图。图9D可以用于描述可以被实现以改善图8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C、9I和图10的曲线C所示的实施例的操作的首先几种可能的改进。例如,为了消除重新抓住特性(4)和过旋转特性(5)(其取决于15°或更小的楔形件1202的获取角度),和大大改善卡住特性(3),第一改进可以包括安装楔形件挡块(例如图9D和下面所述的其它附图所示的楔形件挡块902),以便阻止楔角小于22°。楔形件挡块902可以将额外大头钉间隙在0°的0.131英寸减至在22°的0.043英寸,如图9D中的ATC2所示(0.131英寸-0.235英寸×sin22°=0.131英寸-0.088英寸=0.042英寸)。值得注意的是:由于大头钉保持系统部件的制造和弯曲公差,在此讨论的导出尺寸是近似的。如果添加楔形件挡块902是所作的唯一改进,则可以减少Fpo。考虑图9D,其中与它仅仅旋转到22°相比楔形件表面1205的角旋转到0°。大头钉保持系统的水平弯曲净值是将大头钉保持在楔形件边缘1213和壁803T之间的力的测量值,例如,使楔形件1202从34°旋转到0°,净水平弯曲变成0.235英寸×cos0°-0.235英寸×cos34°=0.235英寸-0.195英寸=0.040英寸(参见图9D中的HY1)。当楔形件1202从34°旋转到22°时,具有楔形件挡块902的大头钉保持系统的水平弯曲的净值可以是0.235英寸×cos22°-0.235英寸×cos34°=0.218英寸-0.195英寸=0.023英寸(参见图9D中的HY2)。因此,施加的总水平弯曲可以从0.040英寸减至0.023英寸,因而减小在边缘1213中为唇边107/凹槽108形成的底座的尺寸,因而减小了释放大头钉所需要的挤出量,例如可以减小拉出力Fpo。这种结构可以解决特性(4)和(5)的问题,并且改善特性(3),但是可能的拉出力可以进一步减小,并且必须由进一步的Fpo的增强改进补偿。
图9E示出了根据第二实施例的安全标签的上壳体的内部视图。图9E示出了上壳体114的经改进的楔形件隔室802的细节图。特别地,示出了楔形件挡块902、“挖空”区域以及下面所述的其它几个特征。这种结构适用于可再使用或者单次使用的标签。图9F示出了根据第二实施例的安全标签的插有楔形件、橡胶弹性件和钉柄的经改进的上壳体的内部视图。图9F中的橡胶弹性件1302被示出处于压缩状态,如同下壳体116附连在优选的上壳体114上,从而形成完整的大头钉保持系统一样。
图9G示出了根据第二实施例的图9F的部件的尺寸图。图9G是示出了一些尺寸的图9F的局部横截面图A-A,并且可以帮助描述对图8A、8B、8C、8D、9A、9B、9C、9I和图10的曲线C的实施例的改进。用于改善上述曲线C特性(1)和Fpo特性(2)和补偿因引入楔形件挡块902而导致的Fpo的损失的第二改进可以被实现。La可以从图9D的0.195英寸减至图9G的0.185英寸以帮助形成更大的初始楔角Φ,以试图进一步改善曲线C和Fpo。另外,初始Lw可以从图9D的0.235英寸增加至图9G的0.240英寸。初始斜角因而可以从34°增加到39.6°。如果不包括楔形件挡块902,这些变化产生从图9D的0.131英寸到图9G的0.153英寸(排除了上述过旋转的问题)的最大可能额外大头钉间隙。楔形件1202从39.6°旋转至22°时的净水平弯曲现在等于(0.240英寸×cos22°-0.024英寸×cos39.6°=0.223英寸-0.185英寸=0.038英寸)0.038英寸(参见图9G的HY3),其被改善大于在第一改进中的上述0.023英寸。另一改进在于可能的额外大头钉间隙从根据图9C楔角从34°旋转到0°时的0.131英寸减小至楔角从39.6°旋转至22°时的仅仅0.063英寸(0.240英寸×sin39.6°-0.240英寸×sin22°=0.153英寸-0.090英寸=0.063英寸),如图9G中的ATC3所示。由于钉柄106受到现在延伸通过楔形件挡块902的长度增加的钉孔807(从图8A到图9E)的良好支撑,使得壁803C与壁803T重合,如在图9E中看到的那样。另一显著原因是改善与超声焊接有关的问题。楔形件挡块902的倾斜顶表面可以在大头钉进入之前支撑楔形件表面1209。可以实现第三改进以进一步改善上述特性(1)和(2),和补偿因引入楔形件挡块902引起的Fpo损失。可以使用高抗冲的ABS塑料或者聚碳酸酯塑料模制出图9E所示的实施例,以更多地减小塑性弯曲量,从而改善图10的曲线C和Fpo。用于进一步改善上述特性(1)和(2)、和补偿因引入楔形件挡块902引起的Fpo损失的第四改进可以是改变大头钉和楔形件的硬度。现今使用的典型的安全大头钉的硬度大约为RC40。图8D的实施例的楔形件的硬度大约为RC45。因此,楔形件的趋势是在Fp的压力下切断和/或挤出较软的大头钉,并且半圆形的凸出部分不能在边缘1213中很好地成形。与凸出部分得到更好成形的情形相比,这会导致更低的Fpo。测试表明:在大头钉硬度约为RC50和楔形件硬度约为RC43的情况下可能有更高的值,因此这种改变可以改善图10的曲线C。
图9H示出了根据第二单次使用的实施例的图8D的部分剖面图A-A。图9H可以用于描述单次使用的实施例中的楔形件1202S上的倾斜表面808a的作用。参考图9H和9I,同时稍微参考图9E,齿合仅仅涉及单次使用的大头钉保持系统。在一个实施例中,顶壁808A的一部分可以关于离后壁803D大约0.032英寸的水平起点倾斜大约22°,正如9H所示那样(与图9I中没有倾斜表面形成对比)。在插入大头钉102之前,楔形件1202S受到上述橡胶弹性件1302的压缩力的偏压而平躺在壁808A上,同时边缘1216S接触或者实际接触位于倾斜表面808a正上方的壁808D。倾斜部分可以包括如图9H所示的表面808a。当将钉柄106插入到楔角大约为34°的地方时,楔形件枢转端的边缘1216S依靠在倾斜表面808a上。当钉柄106和楔形件1202S处于锁紧状态时,边缘1216S离依靠在处于第一位置的倾斜表面808a上的后壁803D大约0.018”。如先前关于图9I所描述的那样,橡胶弹性件1302的压缩力具有将边缘1216S推向右边的净水平分量,并且该压缩力具有净竖直分量,其与摩擦系数ω相结合在边缘1216S上提供阻止运动的摩擦力。如果水平力分量克服了摩擦力,边缘1216S将向右移动直到净竖直分量减小到摩擦力与净水平作用力相等。当增加倾斜表面808a时,边缘1216S上的作用力的另一分量增大,从而使边缘1216S向左运动。这种向左的偏压至少是橡胶弹性件1302的压缩力的净竖直分量、倾斜表面808a的角度和摩擦系数ω的函数。这种向左的偏压加上任何摩擦力可以抵消向右的偏压。如果倾斜表面808a的角度足够大,则向左的偏压可以克服向右的偏压。如果标签100被放置在具有足够的强度“S”的磁性分离器上,则楔形件1202S可以被转动并且受到充分的吸引以克服向左的净偏压和使边缘1216S平移离开倾斜表面808a到达平面808A,在此处,因为向左的偏压已经消失,因此边缘1216S的平移运动会变得小的多。由此得到一个条件,即:使边缘1216S从倾斜表面808a平移到平面808A要求磁分离器的强度至少为“S”。倾斜表面在图9E和9F的构造中同样有效,因此它可以被采用。唯一的区别在于:处于锁紧状态时的楔角(即39.6°对34°)导致在边缘1216S为到达边缘808A而必须在表面808a上经过的距离上存在微小差别(在图9F的实施例中为0.016至0.013英寸)。通过从表面808A去除或者“挖空”(参见图9E和图20中的“CO”)壁901的全部或者一部分引入另外的改进,以使得边缘1216S在平移离开图E所示的倾斜表面808a之后不在表面808A上滑动,而是“落入”图9E和图14-31所示的挖空的孔中,所述挖空的孔不阻碍边缘1216S的平移运动或者楔形件1202S的旋转运动,从而使得整个楔形件1202S立即开始围绕膨胀的橡胶弹性件进行实际上不受阻碍的逆时针旋转以到达永久解锁状态。由此产生阈值,因而需要至少强度为“S”的磁分离器来将边缘1216S推至倾斜表面808a(凸出部分808b)的末端上方并且进入在膨胀的橡胶弹性件1302帮助下的楔形件1202S的不受阻碍的旋转,达到永久解锁状态。同样的倾斜表面808a可以阻止齿合。如果钉柄106具有足够的大头钉间隙且被推入,并且试图齿合,则楔形件边缘1216S可以稍微向第一位置的右边移动至第二位置,但是仍然在倾斜表面808a上。当钉柄106被拉回到其第一位置上时,楔形件边缘1216S可以因倾斜表面808a具有足够的斜率而返回其第一位置。然而,在与图9I所示的水平表面808A形成接触时,橡胶弹性件1302的偏压可以趋于将边缘1216S保持在第二位置上,由于倾斜表面808a具有足够的斜率,同样的偏压趋于顺着倾斜表面808a将边缘1216S推回到其第一位置。因此,具有足够斜率的倾斜表面808a减小或消除了齿合特性。在该实施例中,对于光滑的倾斜表面808a而言,22°就是足够的斜率。表面808a还可以在组装过程中为楔形件枢转端提供更好的控制。在此要注意的是:倾斜表面808a是使边缘1216S平滑行进到凸出部分808b的选择。这种构造可以用平面808a和提供阈值的挡板状屏障来替换,所述阈值是在楔形件1216S能够获得到达永久解锁状态的未受阻碍的旋转运动之前必须超越的。倾斜表面808a被选择用于边缘1216S的平滑的平移运动并且易于模制。
在一个实施例中,壁901的一部分可以从顶壁808A的表面上去除或者“挖空”,以方便上述单次使用的大头钉保持系统的操作。在可再使用的大头钉保持系统中不必挖空壁901的一部分,因为位于凹部821和822中的突出部1221R和1222R阻止楔形件1202R旋转到挖空区域。然而,将壁901挖孔到图9E和图14至31所示的程度可以有助于模制过程而基本不减小标签的强度,因此今后在单次使用和可再使用的大头钉保持系统的视图中示出壁901的挖空区域。在图9E中可见的另一变化是壁816和818以及壁803K和803L的经改善的位置。壁816和818倾斜成与静止状态时的楔形件表面1205平行,从而为橡胶弹性件的整个表面1304A提供实际上平坦的依靠表面。另外,参考可再使用的实施例,壁803K和803L竖直延伸以分别在它们的经改善的位置上与壁816和818相交。这可以提供更深的凹部821和822以更好地容纳楔形件的突出部1221R和1222R。
图11示出了根据一个实施例的安全标签的下壳体的内部视图。如上所述,下壳体116可以具有凹窝1110。凹窝1110可以为橡胶弹性件1302提供支承表面1111B,这将参考图13进行更详细地描述。当上壳体114和下壳体116结合在一起形成安全标签100时,圆形内壁1113可以引导和固定上壳体114的圆形突出部809。
图12A示出了根据一个实施例的安全标签的楔形件的第一视图。图12A示出了适于与可再使用的大头钉保持系统一同使用的楔形件1202R。例如,在一个实施例中,楔形件1202R可以用磁性可吸的钢形成。楔形件1202R可以具有大约0.240英寸×0.240英寸×0.032英寸厚度的形状。突出部1221R和1222R可以帮助楔形件1202R再次使用。突出部1221R和1222R可以分别具有0.032英寸×0.032英寸×0.032英寸的近似尺寸。所述实施例并不限于本申请文件。
楔形件1202R也可以具有替换构造。例如,可以包括轴突出部1221R和1222R在内,从一端到另一端地将楔形件枢转侧1207R倒圆,并且可以将顶壁808A和后壁803D的交叉处倒圆以便可移动地配合倒圆的枢转侧1207R。这种构造可以潜在地为倒圆的枢转侧1207R提供更好的支承表面,虽然需要额外的楔形件制造成本。所述实施例并不限于本申请文件。
图12B示出了根据一个实施例的安全标签的楔形件的第二视图。图12B示出了适于与单次使用的大头钉保持系统一同使用的楔形件1202S。例如,在一个实施例中,楔形件1202S可以与楔形件1202R类似。然而,楔形件1202S可以省略轴突出部1221R和1222R。由于楔形件1202S不具有轴突出部1221R和1222R,安全标签100的隔室802不需要相应的凹部821和882来保持轴突出部1221R和1222R。所述实施例并不限于本申请文件。
例如,在单次使用的大头钉保持系统中,楔形件1202S不仅被吸引到磁性表面,而且还被促使围绕膨胀的橡胶弹性件1302旋转的磁场作用力驱动成竖直姿态。通常与表面中心的磁极面垂直的磁铁的磁吸引力场方向驱动楔形件1202S的长度与磁吸引力场的方向对齐。单次使用的大头钉保持系统可以利用楔形件1202S和磁性旋转效应特性来获得安全标签100的永久解锁状态。
可以为单次使用的大头钉保持系统的一个或多个元件选择特定尺寸以允许大头钉保持边缘1213S在分离操作过程中从钉柄106的凹槽唇缘107下方旋转。与此同时,边缘1216S应该被推离表面808a的边缘808b(参见图25和26),并且进入壁808A的CO区域。边缘1216S的这种运动是旋转的,而且还稍微向下和沿侧向离开表面808a和边缘808b进入CO。
图13示出了根据一个实施例的安全标签的橡胶弹性件的视图。图13示出了适于与可再使用的安全标签或单次使用的安全标签一同使用的橡胶弹性件1302。在一个实施例中,橡胶弹性件1302可以近似为矩形块的形状,其具有w宽度、h高度和t深度。橡胶弹性件1302还可以利用给定设计限制所需要的其它形状来实现。橡胶弹性件的一个特征是它提供其弹性在所有方向上都类似于橡胶球那样相对均匀的偏压。该特征提供在大头钉保持系统的工作中必需的偏压的竖直和水平分量。所述实施例并不限于本申请文件。
在一个实施例中,橡胶弹性件1302可以由诸如橡胶或者泡沫橡胶这样的材料制成。该橡胶材料可以提供适于指定实施方式的特定大小的偏压(或者压缩力)。由橡胶弹性件1302提供的偏压大小可以通过用于制造橡胶弹性件1302的橡胶产品的配方来改变。因此,磁性分离装置602所需要的磁场强度的大小可以根据橡胶弹性件1302提供的偏压大小变化。例如,如果橡胶弹性件1302由具有较低硬度因此提供较低偏压的橡胶产品制成,则磁性装置602可以被设置成利用较低的磁场强度执行分离操作。在另一实例中,如果橡胶弹性件1302由具有较高硬度且因此提供较高偏压的橡胶产品制成,则磁性装置602可以被设置成利用较高的磁场强度执行分离操作。所述实施例并不限于本申请文件。
在一个实施例中,橡胶弹性件1302可以利用多种不同的橡胶产品来实现。例如,橡胶材料可以包括型号为4701-40软、或4701-50硬、或4701-60非常硬的PORON聚氨酯泡沫,它们都由Rogers公司制造。除上述特性之外,选用于橡胶弹性件1302的特定橡胶材料应该提供给定的安全标签100的实现方式所需要的足够的稳定性和耐用性。橡胶弹性件1302的尺寸对于正确分离也是重要的。通过可能地修改橡胶弹性件1302的一个或多个特性提供的设计灵活性可以允许不同安全标签100的不同分离特性的设计的“可量测性”。所述实施例并不限于本申请文件。
图9E示出了用于图14-31中的上盖板构造。壁816和818以及壁803K和803L的经改进的位置在图14-19的可再使用的标签的横截面中示出以作为参考。图14示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的可再使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第一视图。图14是示出了部分插入钉孔807的钉柄106的具有可再使用的大头钉保持系统的图1A的局部横截面D-D。该可再使用的大头钉保持系统处于静止状态,且将大头钉组件102附连到安全标签100上的操作已经启动。尖端112被插入孔口120并且插入针孔807。尖端112正靠近楔形件1202R的倾斜表面1209R。轴突出部1221R和1222R被限制在它们各自的凹部821和822中,但是能够在凹部821和822中旋转。在一个实施例中,当处于静止状态时,楔形件1202R可以在大约22°的楔角Φ下被橡胶弹性件1302偏压成表面1209R在楔形件挡块902上和边缘1216R在倾斜表面808a上。边缘1216R距离后壁808D大约0.012英寸。
图15示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的可再使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第二视图。图15示出了被进一步插入钉孔807直至尖端112接触到表面1209R的钉柄106。这种接触可以迫使楔形件1202R开始大致围绕边缘1215R和边缘1216R作逆时针旋转以在表面808a上稍微滑动。值得注意的是:楔形件1202R并不一定正好围绕边缘1215R与后壁803D的接触点旋转。当楔角Φ发生变化时,壁808D上的接触点可以有小的移动。当楔角Φ从22°变化到40°时,后壁803D上的移动总计大约可以为0.002英寸。这种移动会略微影响初始大头钉间隙。尖端112可以滑过表面1209R,使得它接触大头针保持边缘1213R。橡胶弹性件1302可以在楔形件1202R和表面1111B之间压缩略微更多一些。可再使用的大头钉保持系统不一定进入锁紧状态,因为大头钉组件102仍可从安全标签100中抽出。
图16示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的可再使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第三视图。图16示出了被进一步插入钉孔807直至钉柄106接触并且开始通过大头钉保持边缘1213R滑动的钉柄106。楔角Φ大约为40°。钉柄106的进一步插入可以将大头钉保持边缘1213R定位在第一凹槽108附近。当大头钉保持边缘1213R接触钉柄106时,楔形件1202R不会作进一步的逆时针旋转。可再使用的大头钉保持系统可以仍未进入锁紧状态,因为大头钉组件102仍然可以从安全标签100中抽出。
图17示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的可再使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第四视图。图17示出了被进一步插入钉孔807直至钉槽108位于大头钉保持边缘1213R附近的钉柄106。在该点上,楔形件1202R与壁1111B之间的橡胶弹性件1302的偏压可以通过楔形件1202R的顺时针旋转将大头钉保持边缘1213R推入钉槽108中。楔角Φ大约是39.6°,并且边缘1216R离后壁808D大约0.019英寸。现在,将大头钉组件102抽出安全标签100的企图受到上述楔形件的阻止。大头钉保持边缘1213R的尖端现在被橡胶弹性件1302偏压到钉槽108的凹槽唇边107的交叉点中,因此阻止将大头钉102从标签100中抽出。在该点上,可再使用的大头钉保持系统处于锁紧状态。
在一个实施例中,通过使用磁性分离装置602从利用可再使用的大头钉保持系统实现的安全标签100中去除或者分离大头钉组件102。为了从安全标签100中分离大头钉组件102,安全标签100应当位于或者几乎位于磁性分离装置602中。可以参考图18和19更具体地描述用于从安全标签100中分离大头钉组件102的可再使用的大头钉保持系统上的磁性分离装置602的作用。
图18示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的可再使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第一视图。图18示出了与图17相同的局部横截面,但是其位于磁性分离装置602中。另外,假定在标签100被放入磁性分离器602中时,施加了足够大的作用力以将楔形件1202R的位置保持在锁紧状态下。当Fp被去除时,磁性分离装置602应该足够强以抵抗橡胶弹性件1302的偏压吸引楔形件1202R,导致楔形件1202R围绕边缘1215R和容纳于它们各自的凹部821和822中的轴突出部1221R和1222R逆时针旋转,使得大头钉保持边缘1213R充分旋转以跳过钉柄106的凹槽唇边107。
可以在不需要施加Fp以保持锁紧状态的情况下出现图18所示的状态,因为固定在钉头104和安全标签100之间的服装202可能已经施加了足够的Fp。在一些情况下,当安全标签100处于磁性分离装置602中时,可以向钉头104施加插入力Fi以将钉柄106充分移入安全标签100,从而允许凹槽唇边107释放大头钉保持边缘1213R,使得分离操作能够得以实施。通常,钉柄106可能需要移动大约0.004英寸。所有的磁性离合器在某种程度上都存在这种类型的帮助分离的推入操作。然而,在大多数分离中,仅仅将安全标签100放入磁性分离装置602将足以使大头钉组件102与安全标签100分离以完成分离操作。
图19示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的可再使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第二视图。图19示出了去除Fp之后的解锁状态。凹槽唇边107从大头钉保持边缘1213R处被释放,因而只要安全标签100保留在磁性分离装置602中,大头钉组件102就可以从安全标签100中缩回。当大头钉组件102被缩回并且安全标签100被移离磁性分离装置602时,楔形件1202R的状态恢复到图14所示的静止状态。如果在安全标签100被移离磁性分离装置602时钉柄106留在钉孔807中,则楔形件1202R的状态可以恢复到图17所示的状态。然而,由于目的是使大头钉组件102与安全标签100分离,因此这种操作可能是相反的。
图20示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第一视图。图20是示出了部分插入钉孔807的钉柄106的具有单次使用的大头钉保持系统的图1A的局部横截面D-D。如图20所示,单次使用的大头钉保持系统处于静止状态,且将大头钉组件102附连到安全标签100上的附连操作已经启动。尖端112可以被插入孔口120和针孔807。尖端112可以正在靠近楔形件1202S的倾斜表面1209S。楔形件1202S可以被橡胶弹性件1302偏压抵靠楔形件挡块902和倾斜表面808a。在静止状态下,楔形件1202S可以在大约22°的楔角Φ下被橡胶弹性件1302偏压成表面1209S在楔形件挡块902(未完全示出)上和边缘1216S在倾斜表面808a上。边缘1216S距离后壁808D大约0.012英寸,并且距离凸出部分808b大约0.020英寸。
图21示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第二视图。图21示出了被进一步插入钉孔807并且使得尖端112接触到表面1209S的钉柄106。这种接触可以迫使楔形件1202S开始大致围绕边缘1215S和边缘1216S作逆时针旋转以在表面808a上稍微向左滑动。值得注意的是:楔形件1202S并不一定正好围绕边缘1215S和后壁803D的静止状态下的接触点旋转。当楔角Φ发生变化时,该接触点可以有小的移动。当楔角Φ从22°变化到40°时,后壁803D上的移动总计大约可以为0.002英寸。这种移动会略微影响初始大头钉间隙。尖端112可以滑过表面1209S,使得它接触大头针保持边缘1213S。橡胶弹性件1302可以在楔形件1202S和表面1111B之间压缩略微更多一些。单次使用的大头钉保持系统可以仍未进入锁紧状态,因为大头钉组件102仍可从安全标签100中抽出。
图22示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第三视图。图22示出了被进一步插入钉孔807直至钉柄106接触并且开始通过大头钉保持边缘1213S滑动时的钉柄106。钉柄106的进一步插入可以导致大头钉保持边缘1213S靠近第一凹槽108。当大头钉保持边缘1213S接触钉柄106时,楔形件1202S不会作进一步的逆时针旋转。楔角Φ大约是40°。单次使用的大头钉保持系统可以仍未进入锁紧状态,因为大头钉组件102仍然可以从安全标签100中抽出。
图23示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第四视图。图23示出了被进一步插入钉孔807直至钉槽108位于大头钉保持边缘1213S附近的钉柄106。在该点上,楔形件1202S与壁1111B之间的橡胶弹性件1302的偏压可以通过楔形件1202S的顺时针旋转将大头钉保持边缘1213S推入钉槽108。楔角Φ大约是39.6°。边缘1216S离后壁808D大约0.019英寸,并且离凸出部分808b大约0.013英寸。现在,将大头钉组件102抽出安全标签100的企图受到上述楔形件1202S的阻止。大头钉保持边缘1213S的尖端现在被橡胶弹性件1302偏压到凹槽唇边107与钉槽108的交叉点中,因此阻止将大头钉102从标签100中抽出。单次使用的大头钉保持系统现在处于锁紧状态。
在一个实施例中,通过使用磁性分离装置602从利用单次使用的大头钉保持系统实现的安全标签100中去除或者分离大头钉组件102。为了从安全标签100中分离大头钉组件102,安全标签100应当位于或者几乎位于磁性分离装置602中。可以参考图24-30更具体地描述用于从安全标签100中分离大头钉组件102的单次使用的大头钉保持系统上的磁性分离装置602的作用。
图24示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第一视图。图24示出了与图23相同的局部横截面,但是其位于磁性分离装置602中。另外,假定在标签100被放入磁性分离器602中时,施加了足够大的作用力以将楔形件1202S的位置保持在锁紧状态下。当Fp被去除时,分离开始。磁性分离装置602开始抵抗橡胶弹性件1302的偏压吸引楔形件1202S,从而推动楔形件1202S大致围绕边缘1215S逆时针旋转,和推动边缘1216S在倾斜表面808a上朝向凸出部分808b向左平移。
可以在不需要施加Fp以保持锁紧状态的情况下出现图24所示的状态,因为固定在钉头104和安全标签100之间的服装202可能已经施加了足够的Fp。在一些情况下,当安全标签100被置于磁性分离装置602中时,可以向钉头104施加插入力Fi以将钉柄106移入安全标签100足够深度,以允许凹槽唇边107释放大头钉保持边缘1213R,使得能够进行分离。例如,在一些情况下,钉柄106可能需要被推动或移动大约0.004英寸以释放大头钉保持边缘1213S。通常,所有的磁性离合器在某种程度上都需要偶尔使用额外的插入力Fi来帮助分离。然而,在大多数分离中,仅仅将安全标签100放入磁性分离装置602中将足以使单次使用的大头钉保持系统获得永久解锁状态。
图25示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第二视图。图25示出了楔形件1202S上自磁性组件603的吸引力的作用。该磁性吸引力可以导致楔形件1202S压缩橡胶弹性件比图24中所示的稍多一些,并且大头钉保持边缘1213S可以从凹槽唇边107下方稍微向外旋转和稍微拉向磁性组件的磁极面604。实际上与此同时,边缘1216S可以移过表面808a到达凸出部分808b。值得注意的是:通过可再使用的大头钉保持系统,楔形件边缘1216R越过表面808a的侧向运动被阻止,因为轴突出部1221R和1222R的侧向运动受到它们各自的凹部821和822的阻止。
图26示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第三视图。图26示出了在边缘1216S跳过凸出部分808b的同时朝向磁性组件表面604受到吸引的楔形件1202S的大头钉保持边缘1213S。此外,橡胶弹性件1302可以开始从图25所示的压缩状态膨胀,这可以将边缘1216S推向大头钉组件102。
图27示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第四视图。图27示出了在边缘1215S跳过凸出部分808b的同时进一步朝向磁性组件表面604受到吸引的楔形件1202S的边缘1213S。另外,橡胶弹性件1302可以继续从图26所示的压缩状态进一步膨胀,这可以进一步将边缘1216S推向大头钉组件102。
图28示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第五视图。图28示出了处于膨胀位置的橡胶弹性件1302,其可以帮助将楔形件1202S驱动到大致竖直的位置,同时磁性组件603继续朝向磁性组件表面604吸引大头钉保持边缘1213S,并且将边缘1202S驱动到竖直位置。
图29示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件、橡胶弹性件和磁性分离装置的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第六视图。图29示出了在完全膨胀的橡胶弹性件1302旁边的处于大致竖直的位置上的楔形件1202S。大头钉保持边缘1213S尽可能地接近极面604,并且接触表面1111B。大头钉组件102完全不受阻碍,并且可以从安全标签100中抽出。安全标签100现在处于永久解锁状态。
图30示出了根据一个实施例的具有大头钉、楔形件和橡胶弹性件的单次使用的安全标签的沿线D-D取得的横截面的第七视图。图30示出了在将安全标签100从磁性分离装置602中取出时,可以存在相同的永久解锁状态。可以在将安全标签100从磁性分离装置602中取出之前或之后抽出大头钉组件102。在图29和图30所示的构造中,在不拆卸和重新形成安全标签100的情况下,楔形件1202S不能恢复到图20的静止状态以供再次使用。
图31示出了根据一个实施例的单次使用的安全标签的上壳体的内部视图。图31示出了减少或消除砰击效应的单次使用的大头钉保持系统的隔室802的一种可能构造。出于比较目的,图31的识别器类似于图9G所用的识别器。值得注意的是:控制橡胶弹性件1302的位置的壁被移动使得橡胶弹性件1302在楔形件1202S的重心上方基本居中。楔形件隔室802的这种构造实际上消除了上述砰击效应。
图8D的实施例产生了图10中的Fp-ATC曲线C。对于图8D的实施例,虽然它在Fp值不超过大约20磅时具有实际功能性,但是20磅以上的Fp值产生不希望的特性。为克服这些不希望的特性而进行改进,从而得到图9F的大头钉保持系统的实施例。安全标签100和大头钉102的外观和基本功能并未改变,但是引入了涉及安全标签100的可再使用型和单次使用型的改进。这些改进主要涉及针对Fp的各个值增加Fpo和减小额外大头钉间隙的手段,但是特别需要注意的是防止通过“砰击”或者“齿合”破坏单次使用的型式。
执行几次“拉动”测试以验证形成图9F的大头钉保持系统实施例的对图8D的第一大头钉保持系统实施例的改变确实提供了所需要的改进。下面的所有六个拉动测试和相关曲线讨论反映在图9E、9F和9G中描述的改进的大头钉保持系统的实施例中。每次拉动都是在Chatillon Model USTM机上以每分钟3英寸的拉动速率完成的。拉动测试1-6中的每一个包括拉紧四个相同的标签和大头钉,其中第一个Fp拉至15磅、第二个Fp拉至50磅、第三个Fp拉至100磅和第四个Fp拉至Fpo。拉动测试5增加了两个附加拉动;将第五个相同的标签拉至25磅的Fp,和将第六个相同的标签拉至120磅的Fp。拉动测试6也增加两个附加拉动;将第五个相同的标签拉至25磅的Fp,和将第六个相同的标签拉至140磅的Fp。如下所述,标签的壳体由ABS塑料或者聚碳酸酯塑料制成。在图10中示出了所有的结果曲线。所有的拉动测试表明:标号(4)、(5)和(6)的不希望的特性完全被它们各自的补救措施克服。对不希望的特性(1)和(2)的改进直接在图10的曲线中示出,并且关于各个拉动测试分别讨论对(3)的改进。永久的ATC值也得到讨论。
拉动测试1的结果反映在曲线D中。曲线D对于具有ABS塑料壳体、硬度为RC47的楔形件、硬度为RC40的大头钉的单次使用的大头钉保持系统实施例是典型的。Fp=15lbs的拉动产生0.007英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要“0”磅的Fi。Fp=50lbs的拉动产生0.025英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要2磅的Fi。Fp=100lbs的拉动产生0.038英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要5磅的Fi。第四拉动在0.097英寸的ATC下产生110磅的Fpo。
拉动测试2的结果反映在曲线E中。除了使用的是可再使用的楔形件之外,拉动测试2基本是拉动测试1的重复。唯一的显著区别在于Fpo是120磅。额外的10磅可以归因于可再使用的楔形件具有的抵靠壁808D的较大支承表面。Fpo下的ATC从0.097增加至0.102英寸。
拉动测试3的结果反映在曲线F中。除了壳体材料是更为坚硬的聚碳酸酯塑料之外,拉动测试3基本是拉动测试1的重复。需要注意的是:主要差别在于Fpo从110磅增加到130磅,并且ATC从0.097增加到0.104英寸。在各个Fp值下,永久ATC提高约20%,并且在各个Fp值下,Fi基本相同。
拉动测试4的结果反映在曲线G中。除了使用的是可再使用的楔形件之外,拉动测试4基本是拉动测试3的重复。需要注意的是:主要差别在于Fpo从130磅增加到140磅,并且Fpo下的ATC从0.104增加到0.107英寸。
拉动测试5的结果反映在曲线H中。除了楔形件硬度大约是RC42和大头钉硬度大约是RC48之外,拉动测试5基本是拉动测试1的重复。实现了Fpo从110到125磅的提高,并且实现了Fpo下的ATC从0.097到0.082英寸的减小。Fp=15lbs的拉动产生了0.008英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要“0”磅的Fi。Fp=25lbs的拉动产生了0.012英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要0.4磅的Fi。Fp=50lbs的拉动产生了0.020英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要2磅的Fi。Fp=100lbs的拉动产生了0.029英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要5磅的Fi。Fp=120lbs的拉动产生了0.034英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要6磅的Fi。第六次拉动在0.082英寸的ATC下产生125磅的Fpo。
拉动测试6的结果反映在曲线I中。除了壳体材料是更为坚硬的聚碳酸酯塑料之外,拉动测试6基本是拉动测试5的重复。实现了Fpo从125到145磅的提高。Fpo下的ATC保持不变。Fp=15lbs的拉动产生了0.004英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要“0”磅的Fi。Fp=25lbs的拉动产生了0.007英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要0.5磅的Fi。Fp=50lbs的拉动产生了0.012英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要2磅的Fi。Fp=100lbs的拉动产生了0.025英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要5磅的Fi。Fp=140lbs的拉动产生了0.026英寸的永久ATC,并且获得自由状态需要7磅的Fi。第六次拉动在0.082英寸的ATC下产生145磅的Fpo。
拉动测试6的结果反映了用于克服不希望的特性的所有改进。Fpo远高于125磅,曲线I在曲线A和曲线B之间,且Fi的需求大大提高。例如,对于20磅的Fp,Fi从7减小到0.5磅以下,对于50磅的Fp,Fi从15减小到2磅,对于65磅的Fp,所需的Fi从35减小到大约3磅。总之,通过楔形件挡块、锁紧状态时的更大楔角、更为坚硬的材料、和比上述楔形件更硬的大头钉来实现曲线C中的主要增强。在曲线上看不到操作增强包括以下:(1)Fi提高主要归因于楔形件挡块;(2)提高的永久ATC主要是因为使用了更为坚硬的壳体材料;(3)通过包含倾斜表面808a、边缘808b和挖空区域减小或消除齿合;(4)通过根据图31重新定位橡胶弹性件来减小或者消除砰击;(5)主要因为楔形件挡块,在高达Fpo的任何强度的拉动之后,大头钉将一直重新抓住楔形件;和(6)通过楔形件挡块减小或消除过旋转。
从执行的这6个拉动测试中可以导出适于生产环境的可再使用的构造。例如,在一个实施例中,可以使用以下构造和数值:(1)由聚碳酸酯塑料制成的壳体;(2)钉柄的硬度是RC47-50;(3)钉槽108和凹槽唇边107应具有0.003至0.004英寸的深度,凹槽长度应该最小是0.040英寸,并且间隔应当大约是0.040英寸;(4)楔形件尺寸应当是0.235英寸至0.240英寸宽度、0.032英寸+/-0.001英寸厚度,轴突出部1221R和1222R分别是约0.032英寸的立方体(如图12A所示),尖锐边缘1220的角度应该是30°+/-1度,并且长度为0.236英寸至0.242英寸,楔形件1202R应当具有RC40到RC43的硬度。所述实施例并不限于本申请文件。
使用上述构造,所述实施例可以具有在0至145磅的Fp下近似呈线性的Fp与额外大头钉间隙的曲线(如图10中的曲线I所示),在Fpo下近似为0.080英寸的额外大头钉间隙,和近似为1800磅/英寸的比率。就第一级而言,比率和拉出值的极限已经达到。进一步的测试表明:使用上述构造,仅仅改变到RC50至RC52的大头钉硬度和RC45的被测楔形件硬度,Fpo在通常为0.090英寸的ATC下通常为170lbs;并且在壳体采用ABS塑料情况下的相同测试在通常为0.090英寸的ATC下产生150lbs的典型Fpo。
其它改进也是可能的,但是需要考虑更高的相应成本。例如,虽然诸如聚碳酸酯这样的更为坚硬的塑料可以被用于减小塑性弯曲,但是更高的成本可能是不合理的,因为更为柔软且更廉价的ABS塑料的稍小一些的Fpo(和稍微更大一些的额外大头钉间隙)可能是可以接受的。在可通过ABS塑料获得的100磅的Fp下,约0.070英寸的额外大头钉间隙下的大约为125磅的Fpo要好于大多数传统的可再使用的安全标签。在另一实例中,楔形件1202R的表面1207R可以被倒圆以宽松地适配在交叉点803D和808A的倒圆的拐角中。这可以导致Fpo增加大约5磅,虽然这种增长不能证明倒圆表面1207R所产生的附加成本是合理的。所述实施例并不限于本申请文件。
图32示出了根据一个实施例的处于未紧固位置的安全标签2100、大头钉组件2102和物品202的透视图。图33示出了根据一个实施例的大头钉组件2102和被拆开的安全标签2100的透视图。
图32-33(以及图42-44和46-55中的一个或多个)中的大头钉组件2102可以具有与在上文中分别参考图1-31描述的大头钉组件102的实施例中的一个或多个相对应的部分。例如,大头钉组件2102可以包括一个或多个元件2104、2106、2107、2108、2109和2112,在各种实施例中,它们分别对应于大头钉组件102的104、106、107、108、109和112,虽然可以改变一个或多个元件的设计。
安全标签2100可以包括壳体2113、大头钉保持系统和传感器。首先讨论如图33的实施例所示的传感器。在一个实施例中,该传感器可以包括一个或多个线性的无定形谐振器(amorphous resonator)2402A和磁偏2402B,并且可以封闭和固定在壳体2113中。隔离件2403可以将一个或多个线性的无定性谐振器2402A和磁偏2402B分开。在其它实施例中,传感器可以是另一类型的传感器,诸如上述传感器402的实施例中的任何一个、RF、RFID、电磁、铁氧体组件、或者上述和任何其它电子监控(EAS)中的两个或多个的任何组合、或者其它传感器。
图32-33中的安全标签2100(及其在图34-48中示出的部分)还可以包括在上文中参考图1-31描述的安全标签100的元件的不同实施例。例如,在各种实施例中,安全标签2100可以包括壳体2113,其分别包括上壳体2114和下壳体2116,所述上、下壳体2114、2116可以具有分别与安全标签100的上、下壳体114、116的元件118、120、122、124、126、130、132、134、136、138、504、508、802、807、808a、808A、809、814、1110、1111B、1113和1115相对应的一个或多个元件2118、2120、2122、2124、2126、2130、2132、2134、2136、2138、2504、2508、2802、2807、2808a、2808A、2809、2814、3110、3111B、3113和3115。
另外,图32-33中的线2412和横截面D-D可以对应于在例如图1和4-5中示出且在上文描述过的线412和横截面D-D。
壳体2113可以包括由壁2803描绘的楔形件隔室2802。壁2803可以成形成使楔形件隔室2802可以接收大头钉保持系统或其一部分。例如,在一个实施例中,壁2803包括一个或多个元件2803C-2803D、2803F-2803I和2803K-2803L,诸如在下述图34中示出的那样,其可以分别对应于在本文中描述过的安全标签100的楔形件隔室802的壁803的元件803C-803D、803F-803I和803K-803L。
图34示出了根据一个实施例的安全标签2100的上壳体2114的一部分的内部视图。在此实施例中,壁2803可以被成形成使楔形件隔室2802可以接收可再使用的楔形件3202R或单次使用的楔形件实施例(其可以类似于具有或不具有突出部3221R或3222R的楔形件3202R),并且还可以接收偏压构件3302或4302。现在描述楔形件3202R、单次使用的楔形件和偏压构件3302、4302的实施例。
例如,在一个实施例中,后壁2803D可以用后壁部分2804A和2804B来勾画轮廓,所述后壁部分描绘出形状与诸如下面参考图38的实施例描述的偏压构件4302的部分相似的凹部。在此实施例中,后壁部分2804A和2804B可以是下凹的,且因此描绘了形状与偏压构件4302的定位元件4335A-4335B相似的凸面凹部(convex recess)。这种结构可以方便偏压构件4302在楔形件隔室2802中的定位和/或固定。
壁2803K和2803L可以分别至少部分描绘凹部2821和2822。这些元件2803K、2803L、2821和2822可以分别对应于在本文中描述的安全标签100的803K、803L、821和822。因此,例如在安全标签2100的可再使用的实施例中,大头钉保持系统的楔形件3202R(下面参考图36描述)包括突出部3221R和3222R,所述突出部可以至少部分置于凹部2822和2821中,并且可以分别在凹部2822和2821中转动、平移、以转动和平移的组合方式运动、和/或以其它方式运动。
图35示出了根据一个实施例的安全标签2100的下壳体2116的一部分的内部视图。如在偏压构件为弹性件1302的情况下关于图1-31的安全标签100的下壳体116描述的那样,下壳体2116可以具有相应的凹窝3110,所述凹窝3110为偏压构件(诸如分别在图37或38中描述的偏压构件3302或4302)提供支承表面3111B。而且,当在组装安全标签2100时上壳体2114和下壳体2116被结合到一起的时候,圆形侧壁3113可以引导和固定上壳体2114的圆形突出部2809。在一个实施例中,支承表面3111B可以在楔形件3202R或者另一楔形件(诸如在本文中描述的)施加作用力时,提供限制偏压构件3302或4302沿离开楔形件隔室2802的竖直方向偏离正确位置的运动的作用力的至少一部分。下壳体2116还可以包括支承突出部3114,其可以响应于施加给楔形件3202R或者另一楔形件的作用力限制偏压构件3302或4302沿横过且在楔形件隔室2802内的侧向方向偏离正确位置的运动。
例如,支承表面3111B以及可能地支承突出部3114可以限制偏压构件3302的主体3304而非板簧3350的运动,其中偏压构件3302在图37示出且在下面参考图37得到描述。在通过钉柄2106迫使楔形件3202R旋转和/或进行其它强制运动以使安全标签2100处于锁紧状态的情况下,由楔形件3202R施加给片簧3350的合力矩和其它作用力可以使片簧3350旋转、偏转、弯曲、以上述三种运动的某种组合方式运动、和/或以其它方式运动,片簧3350可以将同样的相反作用力施加在楔形件3202R上。然而,主体3304可以被限制成运动很少或者运动可以忽略,因为支承表面3111B和支承突出部3114(连同与关于安全标签100描述的表面相对应的其它表面一起)可以利用法向和摩擦力等抵消这些楔形件3202R的作用力。
安全标签2100的大头钉保持系统可以包括诸如楔形件3202R和单次使用的楔形件(诸如下面描述的具有或者不具有突出部3221R和3222R的3202R)这样的楔形件,和诸如上述偏压构件1302或者下面描述的偏压构件3302或4302的任一实施例这样的偏压构件。
图36示出了根据一个实施例的安全标签2100的大头钉保持系统的楔形件3202R的透视图。楔形件3202R可以用于可再使用的大头钉保持系统和因此可再使用的安全标签2100,诸如上文中关于包括楔形件1202R的安全标签100的大头钉保持系统实施例所描述的。楔形件3202R可以是可磁性吸引的(诸如在本文中关于楔形件1202所描述的那样),和/或因此楔形件3202R包括或者由诸如铁、镍、或钴、或铁、镍或钴的合金这样的磁性材料形成。例如,在一个实施例中,楔形件3202R包括钢,诸如硬化的碳钢。在另一实施例中,楔形件3202R包括一种或多种磁性材料,并且还包括一种或多种无磁性材料。
在各种实施例中,楔形件3202R的元件3203R、3205R、3207R、3209R、3211R、3214R、3215R、3216R、3217R、3221R和3222R可以分别对应于楔形件1202R的元件1203R、1205R、1207R、1209R、1211R、1214R、1215R、1216R、1217R、1221R和1222R。
然而,在一个实施例中,楔形件的侧面3211R和3214R可以朝向大头钉保持部分逐渐变细,所述大头钉保持部分可以包括楔形件3202R的一个或多个边缘(连同形成所述边缘的表面),其中当安全标签2100处于锁紧状态时,所述边缘接合大头钉的唇边2107和可能地大头钉2102的钉槽2108的另一表面。作为这种逐渐变细的实例,楔形件的侧面3211R和3214R可以分别包括大致平坦的彼此相互平行或近似平行的部分3211AR和3214AR,并且还包括大致平坦的部分3211BR和3214BR,所述部分3211BR和3214BR分别可以朝向大头钉保持部分逐渐变细。在其它实施例中,楔形件侧面3211R和3214R可以大致平行,诸如在上文中的图12A中示出的楔形件1202R的侧面1211R和1214R那样,或者可以以其它方式成形。
在另一实施例中,楔形件3202R的倾斜表面3209R不能用楔形件表面3205R形成边缘(不同于图12A所示的楔形件1202R的实施例中通过倾斜表面1209R和楔形件表面1205R的交叉形成的大头钉保持边缘1213R)。作为替换,楔形件3202R可以包括倾斜表面3223R,其可以从楔形件表面3205R延伸至倾斜表面3209R的边缘3213R或其附近。
例如,在一个实施例中,倾斜表面3223R在楔形件表面3205R和边缘3226R之间延伸。前侧3228R可以在边缘3213R和3226R之间延伸,且可以垂直或近似垂直于楔形件表面3203R、3205R、3211AR和3214AR中的一个或多个,和/或可以平行或近似平行于3207R。表面3209R可以在大头钉保持部分上形成第一斜面,表面3223R可以形成第二斜面,大头钉保持部分的前侧3228R可以在这些斜面之间延伸,并且通过大头钉保持边缘3213R和3226R倒圆。当安全标签2100和大头钉组件2102处于“锁紧状态”时,这种具有两个斜面的大头钉保持部分可以至少部分伸入大头钉组件2102的钉柄2106的凹槽2108中,诸如图43的实施例所示那样。在锁紧状态下,该具有两个斜面的大头钉保持部分可以位于凹槽2108的唇边2107附近。例如,在一个实施例中,大头钉保持部分的边缘3213R邻接该唇边2107。在该实施例中,边缘3226R可以与在凹槽2108的唇边2107和2109之间延伸的凹槽2108的表面邻接。
在另一实施例中,这两个斜面在边缘处相遇,因此被斜切的楔形件表面3209R和3223R相交以使边缘3213R和3226R重合和大头钉保持部分的横截面为三角形。在这种情况下,重合形成的边缘在锁紧状态下可以位于钉槽2108的唇边2107附近,诸如参考图12A的大头钉保持边缘1213R所描述的那样。
在另一实施例中,边缘3213R和3226R可以被倒圆,以使得楔形件表面3209R、3223R和3228R共同形成弯曲的大头钉保持部分。
在一个实施例中,包括楔形件表面3209R和3223R的楔形件3202R被构造成楔形件3202R关于与楔形件表面3202R和3205R平行且等距的平面基本对称,并且还关于与楔形件表面部分3211AR和3214AR平行且等距的平面基本对称。这种楔形件3202R的实施例在本文中称作“对称的楔形件”。在各种实施例中,这种对称性可以应用于具有上述三种大头钉保持部分(斜切的、三角形的、弯曲的)中任何一个或者任何可以维持这种对称性的大头钉保持部分构造(诸如表面3203R/3205R和3209R/3223R的任何对称的逐渐变细)的楔形件3202R。例如,在实施例中未包括3209R和3223R,并且3203R和3205R逐渐变细至前侧3228R或者重合边缘。
在另一实施例中,楔形件3202R只包括一个斜面,表面3223R。在此实施例中,大头钉保持部分的前侧3228R延伸至表面3203R,使得楔形件3202R不具有表面3209R,并且该单独的大头钉保持边缘3213R可以由表面3228R和3203R形成。
在另一实施例中,楔形件3202R具有部分由表面3209R和3223R形成的两个大头钉保持边缘3213R和3226R,所述表面中的一个或两个不是斜切而是弯曲表面(诸如凸面、凹面、凹面和凸面的组合),或者包括形成这些表面的至少一部分的任何其它曲面。在此实施例和上述实施例中的任何一个中,前侧3228R可以是平面或任何类型的曲面。在另一实施例中,楔形件3202R具有由表面3228R和3203R形成的一个大头钉保持边缘3213R,所述表面中的一个或两个表面是弯曲表面。
在各种实施例中,用于单次使用的大头钉保持系统可以包括用于单次使用的楔形件,诸如上面关于包括楔形件1202S的大头钉保持系统的实施例所描述的,或者可以包括3202R。单次使用的楔形件可以包括具有或不具有突出部3221R或3222R的上述楔形件实施例3202R。在单次使用的楔形件是具有突出部3221R和3222R的楔形件3202R(且因此楔形件3202R)的实施例中,用在安全标签2100的大头钉保持系统中的偏压构件可以不包括能限制突出部3221R和3222R离开它们各自的在安全标签2100的上壳体2114中的凹部2822和2821的定位元件或其它元件。
因此,例如,在包括下面描述的图37中示出的偏压构件3302的安全标签2100中,偏压构件3302在一个实施例中可以不具有定位元件3336A-3336B,或者如下面描述的图46-48的实施例中示出的那样,例如,这些元件可以被成形和/或设置成不限制楔形件3202R的突出部3221R和3222R离开它们各自的凹部2822和2821。在包括下面描述的图38中示出的偏压构件4302的安全标签2100中,偏压构件4302可以相应地排除或者重新配置其定位元件4336A-4336B。
图37示出了根据一个实施例的可包括在大头钉保持系统中的偏压构件3302的透视图,其中所述大头钉保持系统包括楔形件3202R或单次使用的楔形件(其可以包括3202R但是具有或者不具有突出部3221R或3222R)。偏压构件3302可以包括支撑体3304,定位元件3335和3336A-3336B中的一个或多个,和偏压部分,其中偏压部分可以是或包括片簧3350。
偏压构件3302可以包括金属(诸如钢或别的金属)或者非金属。例如,在其它实施例中,偏压构件3302可以包括塑料或橡胶、或者金属、橡胶和/或塑料的组合。在其它实施例中,偏压构件3302可以由楔形件3202R形成、附连在楔形件3202R上、与楔形件3202R形成一体或者以其它方式固定在楔形件3202R上,并且可以是或不是由楔形件3202R的材料中的一种或多种形成的。
偏压构件3302的支撑体3304可以是薄的平坦部分,其具有至少部分为矩形的前面和背面3304A和3304B,所述前面和背面可以共用第一侧3306、第二侧3308、顶端3310和底端3312。在实施例中,顶端3310包括下凹部分3310A和3310B,并且/或者底端3312包括下凹部分3312A和3312B。
定位元件3335可以在顶端3310处或附近伸出支撑体3304,并且可以从下凹部分3310A和3310B之间伸出支撑体3304。位于下凹部分3310A和3310B之间的这种配置可以使位于下凹部分3310A和3310B附近的定位元件3335的部分具有一定柔韧性和其它特性。在其它实施例中,可以根据需要改变或省略下凹部分3310A和3310B。
定位元件3335可以成形成当安全标签2100被组装时与壳体2113的一部分相符。例如,在一个实施例中,当从偏压构件3302的侧面3308进行观察时,定位元件3335可以具有至少部分大写的“L”形的横截面,并且该横截面具有倒圆的或以其它方式弯曲的拐角。当安全标签2100被组装时,定位元件3335可以被设置在楔形件隔室2802的后壁2803D和突出部2809的顶面2814的至少一部分附近,诸如在下面描述的图40的实施例中示出的那样。
定位元件3336A和3336B可以在底端3312处或附近伸出支撑体3304,并且可以分别从第一侧3306和第二侧3308处或附近的底端3312的部分伸出支撑体。
定位元件3336A-3336B可以成形成当安全标签2100被组装时与壳体2113的一部分相一致。例如,在一个实施例中,当从偏压构件3302的侧面3308进行观察时,定位元件3336A-3336B可以分别具有至少部分“L”形的横截面,并且该横截面具有倒圆的或以其它方式弯曲的拐角。当安全标签2100被组装时,定位元件3336A可以被设置在楔形件隔室2802的凹窝侧壁2803I和2803H中的每一个的至少一部分附近,并且定位元件3336B可以被设置在楔形件隔室2802的凹窝侧壁2803F和2803G中的每一个的至少一部分附近,诸如在下面描述的图40的实施例中示出的那样。定位元件3335和3336A-3336B可以在组装过程中方便偏压构件3302的定位,并且还可以在安全标签2100的使用过程中向偏压构件3302提供支撑和限制偏压构件3302的运动。
在一个实施例中,当安全标签2100被组装时,定位元件3336A-3336B分别被设置成至少部分位于楔形件隔室2802的凹部2822和2821上方。在包括楔形件3202R的组装好的安全标签2100中,定位元件3336A-3336B由此可以限制楔形件突出部3221R-3222R离开它们各自的凹部2822和2821。这种限制可以增加在不使用分离器的情况下破坏大头钉保持系统的难度。
在其它实施例中,定位元件3335和3336A-3336B可以部分或完全由任何其它定位元件来替换、改变和/或补充,所述其它定位元件诸如是突出部、凹部、表面、或者可以方便定位和或许还提供支撑、并且可以在安全标签2100的使用过程中限制偏压构件3302的运动的其它形状。定位元件可以是弹簧状的和/或具有其它特性。凹部2821-2822可以相应地成形成容纳一个或多个该特定实施例的定位元件。
在实施例中,偏压构件3302的偏压部分是片簧3350。片簧3350可以被构造成将组装好的安全标签2100中的楔形件3202R或单次使用的楔形件(具有或不具有突出部3221R和3222R的楔形件3202R)偏压向并且达到其中楔形件3202R与大头钉组件2102的凹槽2108接合的锁紧状态,诸如上面参考图1-31的安全标签102的弹性件1302和楔形件1202的实施例描述的那样。片簧3350还可以被构造成通过一定范围内的作用力阻挡楔形件3202R离开锁紧状态,所述作用力可以伴随着许多或大多数的未授权的将安全标签2100从物品中取出的企图(例如,通过诸如在本文中描述过的“砰击”、用力拉大头钉等)出现。然而,片簧3350还可以被构造成允许更大范围内的作用力(诸如来自分离器、诸如一个实施例中的图6-7的磁性分离装置602的作用力)抵抗片簧3350的偏压将楔形件3202R移离锁紧状态,诸如也参考图1-31的安全标签102的元件1302、1202的实施例描述过的那样。也参考图1-31的安全标签102的实施例的弹性件1302和其它部件讨论过的,片簧3350的所需特性可以取决于片簧3350的特性和相对配置,并且还取决于用于安全标签系统的楔形件3202R或其它楔形件、壳体2113、和磁性分离装置602或其它分离器中的一个或多个。
在一个实施例中,片簧3350在底端3312处或附近伸出支撑体3304,并且可以在下凹部分3312A和3312B之间伸出支撑体3304。当从偏压构件3302的侧面3308进行观察时,片簧3350可以具有至少部分“L”形的横截面,并且该横截面具有倒圆的或以其它方式弯曲的拐角。例如,当安全标签2100被组装时,片簧3350的至少一部分可以被设置在楔形件3202R(诸如在图40的实施例中示出的那样)或其相应的单次使用型(具有或不具有突出部3221R-3222R)的至少一部分附近。下凹部分3312A和3312B之间的这种配置以及片簧3350的形状和尺寸可以使片簧3350产生一定的弹簧力和其它特性。在各种实施例中,可以根据需要的片簧3350的特性改变或省略这些凹部和/或尺寸和形状。例如,在各种实施例中,长度、宽度和厚度中的一个或多个可以被改变,诸如根据相关分离器的磁力特性。
图38示出了根据一个实施例的可包括在大头钉保持系统中的偏压构件4302的透视图,其中所述大头钉保持系统包括楔形件3202R或单次使用的楔形件(其可以包括3202R但是具有或者不具有突出部3221R或3222R)。偏压构件4302可以包括支撑体4304,定位元件4335A-4335B和4336A-4336B中的一个或多个,和偏压部分,所述偏压部分可以是或包括片簧4350。
偏压构件4302可以包括塑料。在其它实施例中,例如,偏压构件4302可以包括金属或橡胶、或者金属、橡胶和/或塑料的组合。
偏压构件4302的支撑体4304可以是具有至少部分为矩形的前面和背面4304A和4304B的部分,并且可以具有第一侧4306、第二侧4308、顶端4310和底端4312。支撑体4304还可以包括关于支撑体4304的相邻部分形成一定角度的部分4304C和4304D。这些相邻部分可以是平行或近似平行的,以便在支撑体4304的中央部分4304E的任一侧上的前面4304A上形成“台阶”。
定位元件4335A-4335B可以从支撑体4304的背面4304B中伸出。定位元件4335A-4335B可以成形成当安全标签2100被组装时与壳体2113的一部分相一致。例如,在一个实施例中,定位元件4335A-4335B可以是凸起的突出部,其与由壳体2113的楔形件隔室2802的后壁2803D的后壁部分2804A和2804B形成的凹部相符,诸如在下面描述的图41的实施例中示出的那样。
定位元件4336A和4336B可以分别沿着第一和第二侧面4306和4308伸出支撑体4304,并且还可以成形成当安全标签2100被组装时与壳体2113的一部分相一致。例如,在一个实施例中,定位元件4336A-4336B可以分别近似垂直于支撑体4304的中央部分4304E地延伸。当安全标签2100被组装时,定位元件4336A可以被设置在楔形件隔室2802的凹窝侧壁2803I和2803H的每一个的至少一部分附近,并且定位元件4336B可以被设置在楔形件隔室2802的凹窝侧壁2803F和2803G的每一个的至少一部分附近,诸如在下面描述的图41的实施例中示出的那样。定位元件4335A-4335B和4336A-4336B可以在安装过程中方便偏压构件3302的定位,并且还可以在安全标签2100的使用过程中向偏压构件4302提供支撑并且限制其运动。
在一个实施例中,当可再使用的安全标签2100被组装时,定位元件4336A-4336B分别被设置成至少部分位于凹部2822和2821上方,由此限制楔形件3202R的突出部3221R-3222R的运动,诸如在图41的实施例中示出和参考图37和40的偏压构件3302的定位元件3336A-3336B描述的那样。
在实施例中,偏压构件4302的偏压部分是片簧4350。片簧4350可以被构造和设置成向组装好的安全标签2100中的楔形件3202R和单次使用的楔形件(具有或不具有突出部3221R和3222R的楔形件3202R)提供合适的偏压,诸如参考图37和40的偏压构件3302的片簧3350描述的那样。在一个实施例中,片簧4350在底端4310处或附近伸出支撑体4304,并且具有至少部分为矩形的平坦形状。
在各种其它实施例中,偏压构件3302或4302可以以其它方式被构造成至少部分安装在上壳体2114的楔形件隔室2802中并且固定于其中。例如,偏压构件3302或4302可以只包括偏压部分(分别为片簧3350或4350),而没有远离壳体2113的定位元件或支撑体。作为替换,片簧3350或4350可以与壳体2113的一部分(诸如壁2803的一部分)形成一体或者以其它方式一端固定于其上。在其它实施例中,偏压构件3302或4302的一个或多个定位元件可以被改变或省略,或者可以添加其它定位元件。
例如,在一个实施例中,偏压构件3302与安全标签2100的壳体2113形成一体。支撑体3304由此可以是壳体2113或其一部分,在这种情况下,定位元件3335和3336A-3336B可以从偏压构件3302中排除。偏压构件3302的片簧3350可以是从壳体2113的后壁2803D中伸出的片簧。
图39示出了根据一个实施例的安全标签2100的插有楔形件3202R的上壳体2114的内部的局部视图。在该实施例中,大头钉保持系统的楔形件3202R被放置在楔形件隔室2802中,以使突出部3221R和3222R分别至少部分被放置在凹部2822和2821中。楔形件3202R的大头钉保持部分可以被设置成在锁紧状态下接合插入的大头钉组件2102的凹槽2108的唇边2107,诸如通过边缘3226R和/或3213R,和/或一个或多个楔形件表面3209R、3223R和3228R。
在楔形件3202R具有对称性(诸如在上述实施例中描述的那样)的实施例中,楔形件3202R可以处于“翻转”方向,以使突出部3221R和3222R分别至少部分位于凹部2821和2822中。这可以导致更少的组装错误。这种对称性还可以简化楔形件3202R的制造。
在楔形件(具有或不具有突出部3221R-3222R的楔形件3202R)的单次使用的实施例中,除了楔形件没有位于凹部2821或2822中的部分外,楔形件可以类似地被定位。可以用该单次使用的楔形件代替以下附图40-41的实施例中的任何一个中的楔形件3202R。
图40示出了根据一个实施例的安全标签2100的插有楔形件3202R和偏压构件3302的上壳体2114的内部的局部视图。如在该实施例中示出的那样,偏压构件3302被设置在楔形件3202R附近且紧密地位于楔形件隔室2802的壁2803内。这种配置可以限制楔形件3202R的突出部3221R和3222R离开它们各自的凹部2822和2821的运动。偏压构件3302可以在安全标签2100的操作过程中至少允许楔形件3202R围绕突出部3221R和3222R作旋转运动,诸如在上文中关于安全标签100的楔形件1202R的轴突出部1221R和1222R以及凹部821和822描述的那样。
图41示出了根据一个实施例的安全标签2100的插有楔形件3202R和偏压构件4302的上壳体2114的内部的局部视图。如在该实施例中示出的那样,偏压构件4302被设置在楔形件3202R附近且紧密地位于楔形件隔室2802的壁2803内。偏压构件4302可以限制楔形件3202R的突出部3221R和3222R离开它们各自的凹部2822和2821的运动,但是可以在安全标签2100的操作过程中至少允许围绕突出部3221R和3222R的旋转运动,诸如在上文中关于安全标签100的楔形件1202R的轴突出部1221R和1222R以及凹部821和822描述的那样。
图42示出了根据一个实施例的具有大头钉2102和包括楔形件3202R和偏压构件3302的大头钉保持系统的可再使用的安全标签2100的(沿图32的线D-D取得的)横截面的第一局部视图。图42可以对应于图14,因为大头钉组件2102的钉柄2106可以被部分插入钉孔2807但尚未接触楔形件3202R。大头钉保持系统可以在其原始位置上处于静止状态。楔形件3202R可以在楔角θ1下受到偏压构件3202的片簧3350的偏压,以使表面3205R在楔形件挡块2902上,且边缘3216R在顶壁2808A的倾斜表面2808a上。楔角θ1可以是诸如图14的实施例中的近似22°和Φ这样的角度,或者可以是其它角度。在一个实施例中,顶壁2808A不包括倾斜表面2808a。楔形件突出部3221R和3222R(未示出)可以被限制到它们各自的凹部2822和2821(未示出),但是可以在凹部2822和2821内旋转、平移、旋转和平移的某种组合、或者以其它方式运动。
图43示出了根据一个实施例的具有大头钉2102和包括楔形件3202R和偏压构件3302的大头钉保持系统的可再使用的安全标签2100的(沿图32的线D-D取得的)横截面的第二局部视图。图43可以对应于图17,因为大头钉组件2102的钉柄2106可以被进一步插入钉孔2807以使钉槽2108位于楔形件3202R的大头钉保持部分附近。大头钉保持部分可以包括一个或多个如上所述的斜面,并且可以包括表面3209R、3223R和3228R以及它们的公共边缘3213R和3226R。在这一点上,偏压构件3302的片簧3350可以至少将被斜切的楔形件3202R的大头钉保持部分部分推入钉槽2108中。现在,通过楔形件3202R可以阻止或使得从安全标签2100中取出大头钉组件2102的企图变得更为困难,因为边缘3213R和3226R现在可以被偏压构件3302的片簧3350偏压到凹槽唇边2107与钉槽2108的唇边2107和2109之间的表面的交点附近的位置上,由此限制从标签2100中缩回大头钉2102。在这一点上,可再使用的大头钉保持系统可以处于锁紧状态。
图44示出了根据一个实施例的具有大头钉2102和包括楔形件3202R和偏压构件3302的大头钉保持系统的可再使用的安全标签2100的(沿图32的线D-D取得的)横截面的第三局部视图。在该实施例中,壳体2113包括挡块5000,其可以限制楔形件3202R转过挡块5000。挡块5000因此可以减少由离开锁紧状态的相邻楔形件3202R的在图6-7的磁性分离装置602或其它分离器的磁力作用下的运动引起的弹性件3350的弯曲。通过限制其弯曲,弹性件3350可以保持或几乎保持其特性以便如上所述那样在随后的使用过程中向楔形件3202R提供所需要的偏压力。
图45示出了根据一个实施例的具有大头钉2102和包括楔形件3202R和偏压构件3302的大头钉保持系统的可再使用的安全标签2100的(沿图32的线E-E取得的)横截面的局部视图。该图示出了如上所述那样定位元件3336A被设置成至少部分位于凹部2822上方从而限制楔形件突出部3221R离开凹部2822的实施例的另一视图。
图46示出了具有大头钉2102和大头钉保持系统的单次使用的安全标签2100的(沿图32的线D-D取得的)横截面的第一局部视图。在此实施例中,大头钉保持系统包括单次使用的楔形件(具有或不具有突出部3221R-3222R的楔形件3202R)和偏压构件3302。例如,在一个实施例中,大头钉保持系统包括充当单次使用的楔形件的楔形件3202R(即具有突出部3221R-3222R),并且偏压构件3302可以不包括定位元件3336A-3336B。在图46所示的实施例中,偏压构件3302包括定位元件3336A-3336B(3336A未示出),但是定位元件3336A-3336B被设置成它们从与图37的实施例相比更接近顶端3310的偏压构件3302的部分伸出。在这种位置上,定位元件3336A-3336B不能限制楔形件突出部3221R-3222R离开它们各自的壳体凹部2822-2821。定位元件3336A-3336B可以以其它方式被设置和/或成形成允许楔形件突出部3221R-3222R离开它们各自的凹部2822-2821。在采用如上述图38所示的偏压构件4302的安全标签2100的实施例中,偏压构件4302的定位元件4336A-4336B也可以被排除、设置和/或成形成允许单次使用的楔形件3202R的楔形件突出部3221R-3222R离开它们各自的凹部2822-2821。
该单次使用的楔形件可以被偏压构件3302的片簧3350偏压到楔角为θ2的原始位置(其可以对应于楔角为θ1的楔形件3202R的位置),以使得表面3205R最初在楔形件挡块2902上,并且边缘3216R在顶壁2808A的倾斜表面2808a上(位置未示出,但是可以对应于图42中的楔形件3202R的位置)。楔角θ2可以是诸如图14的实施例中的近似22°和Φ这样的角度,或者可以是其它角度。在另一实施例中,顶壁2808A不包括倾斜表面2808a。
在一个实施例中,大头钉组件2102可以通过使用例如在上面关于大头钉组件102和安全标签100描述的磁性分离装置(例如602)从用单次使用的大头钉保持系统实现的安全标签2100中取出或分离出。因此,为了从安全标签2100中分离出大头钉组件2102,安全标签2100可以就位或几乎就位于磁性分离装置602中。分离装置602可以抵抗偏压构件3302的片簧3350磁性推动单次使用的楔形件,诸如以围绕楔形件枢转侧3207R的旋转运动、平移运动、旋转和平移运动的某种组合、和/或离开锁紧状态并且越过挡块5110的其它运动的方式。现在不受钉柄2106或挡块5110阻挡的单次使用的楔形件可以进一步地从位于捕获腔5100上方的位置被磁性推动至部分位于所示捕获腔5100内的位置。捕获腔5100可以是下壳体2116的空腔或者其它下凹部分。捕获腔5100可以至少部分为立方体形状,或者以其它方式成形成容纳单次使用的楔形件的至少一部分。
图47示出了图46的实施例的第二局部视图,其中单次使用的楔形件已在磁力的作用下进一步移入捕获腔5100,且一旦安全标签2100已经从分离装置中取出,则可以停留在该位置上或者几乎停留在该位置上(无需下面关于图48描述的外力)。
图48示出了图46的实施例的第三局部视图,其中单次使用的楔形件已完成在磁力作用下进入捕获腔5100的运动,且安全标签2100已被移离分离装置602。由于分离装置602因而可以不再对单次使用的楔形件施加偏压以抵抗偏压构件3302的片簧3350,片簧3350可以偏压楔形件使之抵靠捕获腔的侧壁5100A。施加在单次使用的楔形件上的外力(例如由在本文中描述的“砰击”、重力等引起的)可以趋于使楔形件沿离开捕获腔5100的方向运动,诸如以部分平移、部分旋转、和/或其它运动的方式。在一个实施例中,壳体2113包括楔形掣子(catch)5120,其可以是成形成容纳单次使用的楔形件的一部分(诸如位于楔形件枢转侧3207R附近的部分)的空腔或其它凹部。楔形掣子5120可以在单次使用的楔形件在外力作用下离开捕获腔5100的运动过程中容纳楔形件的这一部分(诸如所示的那样)。因此,该单次使用的楔形件(其至少部分位于捕获腔5100和楔形掣子5120中,并且在片簧3350的偏压作用下保持此状态)不再能够在锁紧状态下接合大头钉组件2102的钉柄2106,使得安全标签2100不起作用。
在上述关于安全标签2100的单次使用或可再使用的实施例中的任何一个中,大头钉保持系统可以包括偏压构件3302或4302的替换物。图49-53示出了各种替换实施例。在这些替换实施例中,楔形件在附图中被标识为楔形件3202R。然而,在图49-53之一的特殊安全标签6100、7100、8100、9100或10100适于单次使用的实施例中,所用楔形件可以是具有或不具有突出部3221R-3222R的3202R。该安全标签的其它部分,诸如其相应的偏压构件6350、7350、8350、9350、或10350,可以适当成形和/或定位(诸如在合适的地方)成允许突出部3221R-3222R离开它们各自的壳体凹部2822-2821的运动。这种成形和/或定位可以是上面关于使用楔形件3202R(具有或不具有突出部3221R-3222R)和偏压构件3302或4302的单次使用的大头钉保持系统描述的那样。
图49示出了具有偏压构件的替换实施例和大头钉2102的安全标签6100的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的局部视图。未示出的安全标签6100以及安全标签7100、8100、9100和10100(在下面描述)的其它部分可以包括与安全标签2100相同或相似的元件。
在此实施例中,大头钉保持系统包括偏压构件6302,其包括偏压部分,所述偏压部分是弯曲楔形件元件6350,所述元件6350可以阻挡楔形件3202R(不管包括突出部3221R-3222R与否)或其单次使用型围绕楔形件枢转侧3207R的自由旋转运动。在一个实施例中,弯曲楔形件元件6350可以是薄的塑料构件。弯曲楔形件元件6350可以从壁3111B或另一壁中凸出,并且与安全标签2100的壳体2113形成一体或者以其它方式固定在其上。在一个实施例中,弯曲楔形件元件6350与下壳体2116形成一体。
弯曲楔形件元件6350可以在钉柄2106被插入安全标签2100并且接触楔形件3202R时导致楔形件3202R围绕弯曲楔形件元件的末端6350A弯曲,从而导致楔形件3202R被偏压向与钉柄2106的凹槽2108接合的锁紧状态。在分离过程中,磁性分离装置602或另一分离装置可以导致楔形件3202R进一步弯曲离开凹槽2108,以使大头钉组件2102可以从安全标签6100中取出。当安全标签6100从分离器中取出时,如果楔形件3202R由弹性材料制成或者成形成使其具有弹性,则楔形件3202R可以恢复或近似恢复其原始形状,从而使得安全标签6100可再次使用。在这种材料不具有弹性的实施例中,楔形件3202R可以保持弯曲,安全标签6100可以适于单次使用。
在安全标签6100的其它实施例中,楔形件3202R可以用其相应的具有或不具有突出部分3221R-3222R的单次使用的楔形件来替换,或者可以使用另一楔形件,其中所述另一楔形件被构造成在力的作用下围绕弯曲楔形件元件6350弯曲并且在锁紧状态下接合钉柄2106。
图50示出了具有偏压构件的另一实施例和大头钉2102的安全标签7100的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的局部视图。在此实施例中,大头钉保持系统包括偏压构件7302,其具有为扭簧7350的偏压部分。扭簧7350可以将楔形件3202R或另一楔形件偏压向锁紧位置,诸如关于偏压构件3202的片簧3350描述的那样。扭簧7350可以与壳体2113形成一体或者固定于其上,或者可以以其它方式配置和/或放置在楔形件隔室2802中以限制偏压构件7302的除扭簧7350之外的部分的运动。
图51示出了具有偏压构件的另一实施例和大头钉2102的安全标签8100的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的局部视图。在此实施例中,大头钉保持系统包括偏压构件8302,其具有为片簧8350的偏压部分,所述片簧8350被固定在壳体2113上并且可以具有将楔形件3202R(或者另一楔形件)偏压向锁紧状态的弯曲端。例如,可以通过嵌入下壳体2116并且/或者用环氧树脂固定、或者以其它方式将片簧8350固定在壳体2113上。
图52示出了具有偏压构件的另一实施例和大头钉2102的安全标签9100的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的局部视图。在此实施例中,偏压构件8302的片簧8350已被偏压构件9302的金属丝弹性件9350A或9350B代替以向楔形件3202R或另一楔形件提供偏压力。该金属丝弹性件可以形成除在各种实施例中示出的形状之外的各种形状。
图53示出了具有偏压构件的另一实施例和大头钉2102的安全标签10100的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的局部视图。在此实施例中,偏压构件8302的片簧8350已被偏压构件10302的压缩弹簧10350代替以向安全标签10100的楔形件3202R或另一楔形件提供偏压力。压缩弹簧10350可以在弹簧支撑件10360处固定在楔形件3202R上,诸如通过一体化、通过借助环氧树脂和/或摩擦进行固定、或者通过其它固定手段,或者可以不固定在楔形件3202R上。
在图54-56所示的另一实施例中,安全标签11100可以是可复位的。这些图中的安全标签11100可以类似于图46-48的安全标签2100的实施例,除了在该实施例中楔形掣子5120已经用引导斜坡11120代替。引导斜坡11120可以是上壳体2114的弯曲部分,并且在各种实施例中可以是一个或多个倾斜部分,楔形件3202R可以接触和倚靠所述倾斜部分滑动以引导楔形件3202R从其原始位置开始或返回其原始位置的运动,其中所述原始位置诸如在下面的图56中示出的那样。例如,在这样一个实施例中,引导斜坡11120包括两个斜坡,它们分别被对齐以便在安全标签11100的操作期间,楔形件3202R的楔形件突出部3221R-3222R之一可以在楔形件3202R的运动过程中沿着斜坡滑动,诸如下面描述的那样。
图54示出了根据一个实施例的可复位的安全标签11100和大头钉2102的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的第一局部视图。图54所示的安全标签11100可以对应于图46的安全标签,因此楔形件3202R已在来自分离装置的磁力的作用下离开其原始位置运动到部分位于捕获腔5100中的位置。
图55示出了根据一个实施例的可复位的安全标签11100和大头钉2102的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的第二局部视图。图55所示的安全标签2100可以对应于图76的安全标签,因此楔形件3202R已进一步移入捕获腔5100。
图56示出了根据一个实施例的可复位的安全标签11100和用于将安全标签复位的磁性装置11300的(沿对应于图32的线D-D的线取得的)横截面的第三局部视图。在此实施例中,可以通过磁性装置11300的作用力,诸如在客户现场或工厂使楔形件3202R从图55中的楔形件3202R的位置被复位。磁性装置11300可以引起楔形件3202R返回所示的楔形件3202R的原始位置的运动,以便楔形件3202R可再次作用。这种运动可以包括楔形件3202R沿引导斜坡11120的滑动和/或其它运动。
上述安全标签实施例中的一个或多个(诸如除安全标签2100的实施例以外还有安全标签6100、7100、8100、9100、10100和11100)可通过磁性分离装置(诸如图6的磁性分离装置602)与物品202分离,其中所述磁性分离装置可以成形成至少接收特定安全标签的一部分。例如,在一个实施例中,磁性安全标签602的标签接收孔可以成形成至少接收安全标签2100的突出部2124的一部分。
在图32-56的上述安全标签实施例的任何一个中,图1-31的弹性件1302的实施例可以代替偏压元件,并且图1-31的楔形件1202的任何实施例可以代替楔形件3202R或其它楔形件。
在本文中阐述了大量特定细节以提供对实施例的彻底理解。然而,本领域技术人员将会理解,可以在没有这些特定细节的情况下实践所述实施例。在其它情况中,未具体描述公知的操作、部件和电路以便不使实施例不清楚。可以理解的是,在本文中公开的特定结构和功能细节可以是代表性的,并不一定限制所述实施例的范围。
还值得注意的是:“一个实施例”或“实施例”的任何引用表示结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中各个地方出现并不一定都参考相同的实施例。
尽管如本文中所述已经示出了实施例的某些特征,但是本领域技术人员现在将想到许多改进、替换、改变和等效物。所以应当理解的是,所提交的权利要求期望覆盖落入实施例的真实精神内的所有这种改进和改变。