按扣构件分离力测量装置和测量方法以及按扣夹持器

摘要

提供可在扭矩施加到按扣构件之后测量并确保从布料分离按扣构件的力并且可以容易地获得在施加扭矩期间按扣构件所需的恒定并稳固的夹持力的按扣构件分离力测量装置和测量方法以及按扣夹持器。按扣构件分离力测量装置包括：布料保持单元(20)，用于在安装到布料的按扣构件的外周保持布料；按扣夹持单元(60)，用于由单元(60)的多个夹持部分(61A)从按扣构件的侧部夹持按扣构件；扭矩计(50)，用于向由按扣夹持部分(60A)夹持的按扣构件施加扭矩；拉力单元(30)，用于从布料相对牵拉按扣构件；和拉力计，用于测量由拉力单元(30)提供的拉力。按扣夹持单元(60)包括转动臂(82)，可以恒定的夹持力锁定由夹持部分(61A)夹持按扣构件的状态。

说明书

技术领域

本发明涉及按扣构件分离力测量装置和测量方法以及按扣夹持器。更特别地，本发明涉及用于向安装到如衣服等布料的按扣构件施加扭矩、然后测量从布料分离按扣构件的力的装置和方法，以及用在该分离力测量试验中的按扣夹持器。

背景技术

在衣服、包等上大量地使用按扣。按扣被构造成：被称为钮扣构件的母按扣构件与被称为钮座构件的子按扣构件弹性地接合/分离(这些母按扣构件和子按扣构件统称为按扣构件，并包括用作装饰而非接合/分离的按扣构件)。通常将按扣安装到衣服等布料的彼此覆盖的一面和另一面上。在该情况下，如图10所示，子按扣构件1和母按扣构件2通过使安装构件3、4的被称为爪件(prong member)的多个突起从布料5、6的彼此面对的表面的相反侧穿透，然后将上述突起弯边到子、母按扣构件1、2的外周部分内而固定到布料5、6。

因为如果安装到衣服等的布料的按扣构件容易脱落，则小孩子可能吞咽该按扣构件或安装构件，所以需要确保从布料分离按扣构件的力等于或大于某一值。从而，在例如缝制工厂中，检测并控制按扣构件分离力以使其等于或大于某一值。另外，各国的缝制公司遵守欧洲标准“BS EN71-1：Safety of Toy，Mechanical and physical properties”，其中，从布料分离按扣构件的力被限定为等于或大于“90N 10秒”。

在例如日本特开平9-37811号公报和WO03/102525A1中公开了传统的按扣构件分离力测量装置。这种装置包括：布料保持部件，其用于在安装到布料的按扣构件周围保持该布料；按扣夹持部件(约束部件)，其用于从按扣构件的侧部夹持该按扣构件；拉力(tension)部件，其用于从由布料保持部件保持的布料牵拉由按扣夹持部件夹持的按扣构件；以及测量部件，其用于测量拉力。

上述按扣夹持部件包括：前端与按扣构件的侧部接合的三个爪；爪支撑构件，其用于支撑爪的前端接合部分，使得这些部分可以经由轴构件沿按扣构件的径向向内/向外地移位(开/闭)；以及爪开/闭驱动构件，其用于从上方将驱动构件的锥状部分放入爪之间或从爪之间取出以开/闭爪前端接合部分。此外，通过利用弹簧对爪开/闭驱动构件施加向下的力(弹簧型)、或通过沿着螺栓向下移动被螺纹连接到螺栓的爪开/闭驱动构件(螺杆型)，由爪前端接合部夹持按扣构件。

[专利文献1]日本特开平9-37811号公报

[专利文献2]WO03/102525A1

发明内容

然而，即使在拉力试验中已通过上述传统装置确保了按扣构件的分离力的情况下，如果仅相对于布料(或相对于安装构件)稍微转动(旋转)按扣构件，则按扣构件也可能容易脱落，这可能导致小孩子吞咽按扣构件的意外事件。

因此，本发明的第一个目的是提供一种可以在扭矩已施加到按扣构件之后确保分离力的按扣构件分离力测量装置和测量方法，并提供一种用在这种分离力测量试验中的按扣夹持器。

此外，上述弹簧型按扣夹持部件的问题是，当向夹持按扣构件的上述爪提供扭矩从而向按扣构件施加扭矩时，因为爪在按扣构件的侧部上滑动，所以不能施加所需的扭矩，即使增加弹簧力也不能实现恒定的夹持力，导致在扭矩施加过程中夹持力变化。另一方面，螺杆型按扣夹持部件的问题是，操作者趋于稳固地紧固爪开/闭驱动构件以使爪不在按扣侧部上滑动。在该情况下，按扣构件趋于变形，这将导致随后的拉力试验的精度降低。此外，因为爪开/闭驱动构件一边转动一边沿螺栓上下移动，因此，操作效率低，此外，还是不能获得恒定的夹持力。

因此，本发明的第二个目的是提供一种在施加扭矩期间可以容易地对按扣构件施加恒定且稳固的夹持力的按扣构件分离力的测量装置和测量方法，并提供一种用在这种分离力测量试验中的按扣夹持器。

根据本发明，提供一种按扣构件分离力测量装置，该按扣构件安装到布料，该装置包括：布料保持部件，其用于在安装到布料的按扣构件的外周保持布料；按扣夹持部件，其用于由多个夹持部分从按扣构件的侧部夹持按扣构件；扭矩施加部件，其用于向由按扣夹持部件夹持的按扣构件施加扭矩；拉力部件，其用于从由布料保持部件保持的布料相对牵拉由按扣夹持部件夹持的按扣构件；以及测量部件，其用于测量由拉力部件提供的拉力。

在本发明中，可以在由扭矩施加部件将扭矩(转矩)施加到按扣构件之后，进行按扣构件的拉力试验，从而可以确保向按扣构件施加扭矩之后的分离力。作为扭矩施加部件，可以优选使用例如扭矩计(torque gauge)，该扭矩计可以经由按扣夹持部件的夹持部分向按扣构件施加扭矩，还可以使用扭矩扳手(torque wrench)。作为扭矩施加试验，可以使用由检查权威单位认可的方法，例如，下述方法中的任一种均已被确认或实行；a)按扣构件是否可以从其初始位置转动180度，b)扭矩值是否可以达到预定值(例如0.56N·m)，或者c)向按扣构件逐渐施加顺时针扭矩5秒钟直至保持最大转动量或上述预定扭矩值十秒。

在本发明的一个实施例中，按扣夹持部件包括锁定机构，该锁定机构可以以恒定的夹持力锁定由夹持部分夹持按扣构件的状态。通过使用锁定机构，可以在扭矩施加期间由夹持部件的夹持部分容易地实现恒定的夹持力以夹持按扣构件，从而可以减小或消除扭矩施加试验中的夹持力变化并且可以提高操作效率。锁定机构可以由固定不变的夹持直径(闭合直径，略小于按扣构件的直径)获得恒定的夹持力，夹持部分以该夹持直径夹持按扣构件。将在具体实施方式部分说明该锁定机构的具体例子。

在本发明的一个实施例中，按扣夹持部件包括弹性构件，该弹性构件推夹持部分使其抵靠按扣构件的侧部；并且在锁定状态，锁定机构可以加强夹持部分的由弹性构件产生的夹持按扣构件的力。在该情况下，如果仅通过弹簧力由夹持部分夹持按扣构件，则在扭矩施加期间夹持部分可能在按扣侧部上滑动，或者夹持力不稳定。然而，锁定机构可在加强弹簧力的同时获得恒定的夹持力。

在本发明的一个实施例中，锁定机构包括夹持力调整部件，该夹持力调整部件能够实现由与按扣构件的多种直径相对应的夹持力锁定的夹持状态。这种夹持力调整部件可以容易地获得最适于直径不同的按扣构件的恒定的夹持力。

根据本发明的另一方面，提供一种按扣夹持器，其从安装到布料的按扣的侧部夹持按扣，该按扣夹持器包括：多个夹持构件，其用于由夹持构件的夹持部分夹持按扣构件的侧部；以及锁定机构，其可以以恒定的夹持力锁定由夹持构件的夹持部分夹持按扣构件的状态。该按扣夹持器被设计成用作根据本发明的上述按扣构件分离力测量装置的按扣夹持部件。该按扣夹持器包括弹性构件，该弹性构件推夹持构件的夹持部分使其抵靠按扣构件的侧部；并且在锁定状态，锁定机构可以加强夹持部分的由弹性构件产生的夹持按扣构件的力。此外，锁定机构可以包括夹持力调整部件，该夹持力调整部件能够实现由与按扣构件的多种直径相对应的夹持力锁定的夹持状态。

根据本发明再一方面，提供一种按扣构件分离力测量方法，该按扣构件安装到布料，该方法包括以下步骤：在安装到布料的按扣构件的外周保持布料；向其周围保持了布料的按扣构件施加扭矩；在扭矩解除之后，相对于按扣构件周围的布料牵拉按扣构件；以及测量拉力。在本发明中，可以在扭矩施加步骤中向按扣构件施加扭矩之后，进行按扣构件的拉力试验，从而可以确保向按扣构件施加扭矩之后的分离力。本方法还包括以下步骤：在扭矩施加步骤之前，由多个夹持部分从按扣构件的侧部夹持按扣构件；以及以恒定的夹持力锁定由夹持部分夹持按扣构件的状态，其中，该扭矩施加步骤可以包括向夹持部分施加扭矩并且将扭矩传递到按扣构件。

附图说明

图1是根据本发明的按扣构件分离力测量装置的整体构造图；

图2是按扣夹持单元的正视图；

图3是按扣夹持单元的侧视图；

图4是按扣夹持单元的俯视图；

图5是沿图3中的A-A线截取的按扣夹持单元的剖视图；

图6是示出在夹持按扣之前并且在锁定状态之前的状态的说明性侧视图；

图7是示出在夹持按扣之后并且在锁定状态之前的状态的说明性侧视图；

图8是示出在夹持按扣之后并且在锁定状态之后的状态的说明性侧视图；

图9是示出在图8所示的锁定状态中，如何用爪夹持部分夹持按扣构件的说明性俯视图；

图10是示出如何将母按扣和子按扣安装到布料的说明性剖视图。

图11是按扣夹持单元的另一个实施例的侧视图；以及

图12是图11中的实施例的说明性侧视图。

附图标记的说明

10台架

11模具(die)

20布料保持单元

21布料保持臂

30拉力单元

40支撑架

50扭矩计

60按扣夹持单元

61爪

61A夹持部分

62支撑轴

63爪支撑板

64弹簧

65爪开/闭驱动构件

65A锥状部分

65B凸台(collar)

66下方杆

67，67′杆联接构件

69上方杆

72弹簧

80，80′锁定机构支撑板

81，81′支撑轴

82，82′转动臂

83联接构件

84开口

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的优选实施例。图1是根据本发明的一个实施例的按扣构件分离力测量装置的整体构造的图。该测量装置包括：台架10，该台架10包括模具11，安装到布料的按扣构件(参见图10等)被放到模具11上；布料保持单元20，用于由布料保持臂21保持模具11上的布料的按扣构件周围的部分；按扣夹持单元60，用于由三个爪61从按扣构件的侧部夹持按扣构件；市场上可以得到的作为扭矩施加部件的扭矩计50，用于经由按扣夹持单元60的爪61等向按扣构件施加扭矩；拉力单元30，用于固定由爪61夹持的按扣构件侧以从布料相对地牵拉按扣构件、并用于使由布料保持臂21保持的布料侧和台架10及布料保持单元20一起降低；作为测量部件的拉力计(未示出)，用于测量由拉力单元30提供的拉力，以及支撑架40，用于支撑上述构造。尽管稍后将详细说明，按扣夹持单元60包括可以在加强由爪61夹持按扣构件的状态的同时使夹持力稳定到恒定水平的锁定机构。

台架10具有用于经由弹性弹簧部分12支撑模具11的支撑块13。弹性弹簧部分12由沿相反方向交替堆叠的多个片簧构成。布料保持单元20和台架10共用作为支撑基座的支撑块13。因为布料保持单元20与WO03/102525A1中公开的布料保持部件基本上相同，所以对布料保持单元20不作详细说明，在布料保持单元20中，基本上为L状的布料保持臂21经由支撑轴23可摆动地被支撑在从支撑块13向上延伸的支撑构件22的上端，并且弹簧24设置在支撑构件22和臂21之间，沿臂21的前端远离模具11的上表面移动的方向对臂21施力。当使被联接到转轴25的杆26沿一个方向(逆时针方向)转动时，经由未示出的凸轮作用由壁21抵抗弹簧24施加的力保持布料。当使杆26沿另一方向转动时，解除保持。

由于本装置被构造成使扭矩从位于上方的扭矩计50(稍后说明)向按扣构件传递，因此，拉力单元30被构造成相对于固定的按扣构件向下牵拉布料。拉力单元30包括：电动机31；梯形螺纹(trapezoidal thread)34，其在经由锥齿轮32、33收到电动机31的输出时转动；以及筒状轴35，其一端螺纹连接到梯形螺纹34，并且随着梯形螺纹34的转动而下降。轴35被联接到台架10和布料保持单元20的支撑块13。使用时，模具11上的按扣构件与梯形螺纹34和轴35的轴线同心地布置。由转动止动件36防止轴35在上升/下降过程中的转动。

参照图2至图5，按扣夹持单元60包括：爪支撑板63，其支撑在圆周方向上以预定角度间隔布置的三个爪61以使爪61以支撑轴62为中心摇摆或转动，从而可以使爪61开/闭(按扣构件的径向向外/向内移位)到打开直径状态和闭合直径状态，在该打开直径状态中，位于爪的前端的夹持部分61A彼此远离，在该闭合直径状态中，使夹持部分61A彼此接近；弹簧(还可以是例如O形环)64，其对爪61的基端朝径向向内施力以使夹持部分61A打开；以及爪开/闭驱动构件65，其抵抗弹簧64施加的力使爪的基端径向向外移位以闭合夹持部分61A。爪支撑板63和由图2中的附图标记63A所示的构件被联接到带螺纹的下方杆66的下端，并且构件63A用于保持按扣构件向下以防止由爪61夹紧的按扣构件向上移动。下方杆66的上端由螺母68等固定到杆联接构件67。这里，可以由螺母68调整下方杆66与杆联接构件67的固定位置。此外，上方杆69的下端通过销70被联接到杆联接构件67。上方杆69在其上端部具有可以与扭矩计50的截面为六边形的输出部分51接合的接合部69A。使用时，上方杆69、杆联接构件67和下方杆66与模具11上的按扣构件垂直地同心布置，形成从扭矩计50向爪支撑板63传递扭矩的扭矩传递路径。此外，上方杆69的上端部附近被从支撑架40延伸的杆端41(参见图1)收容。在杆端(rod end)41的正上方，由杆端41支撑沿直径方向贯穿上方杆69的销71，因此，由支撑架40支撑上方杆69和联接到上方杆69的下方的夹持单元结构的载荷。

爪开/闭驱动构件65具有锥状部分65A和上凸台65B，其中，锥状部分65A被插入到爪61之间，并且其外径向下逐渐减小，凸台65B在其上表面收容对爪开/闭驱动构件65向下施力的弹簧72的下端。弹簧72的上端收容在锁定机构支撑板80的下表面，该锁定机构支撑板80通过定位螺杆73固定到杆联接构件67。另外，弹簧72具有缠绕形状，并且绕下方杆66缠绕。可以通过操作者的手动操作抵抗弹簧72施加的力使爪开/闭驱动构件65沿下方杆66向上移动(没有螺纹接合到该下方杆66)。此外，锥状部分65A包括两段65C、65D，这些段65C、65D可以与爪的基端的内侧接合以使爪开/闭驱动构件65静止(参见图6)。当操作者对爪开/闭驱动构件65施加向下的力时，可以解除这种静止状态。

接着，将说明锁定机构。锁定机构包括两个转动(或摆动)臂82，转动臂82由沿直径方向设置在锁定机构支撑板80中的两个支撑轴81可摆动或可转动地支撑。这些转动臂82的基端由锁定机构支撑板80支撑在夹着下方杆66的左、右位置处，并且由联接构件83使臂82的前端彼此连接，使得臂82总是一起移动。转动臂82的前表面82A在与其长度方向(臂径向)垂直的宽度方向上呈缓和的凸状，前表面82A的顶点82B与支撑轴81的中心之间的距离被定义为臂半径。从而，在转动臂82转动时，顶点82B与开/闭驱动构件65的凸台65B的上表面平稳地接触，施加力以逐渐向下推开/闭驱动构件65。此外，当转动臂82的前表面82A接触凸台65B的上表面、并向下推凸台65B至转动臂82相对于凸台65B的上表面位于垂直位置(锁定位置)时，转动臂82的臂半径和锁定机构支撑板80相对于下方杆66的位置可以使爪开/闭驱动构件65的锥状部分65A一定程度地插入到静止的爪61之间。在垂直位置，臂纵向轴线(顶点82B和支撑轴81的中心之间的直线)平行于下方杆66的轴线(参见图8)。这样，因为臂82的前表面82A在夹着下方杆66的左、右位置处接触凸台65B，因此，向下推凸台65B的力在水平方向上可以是均等的。在锁定位置确定的爪夹持部分61A的闭合直径被设定成使得按扣构件的侧部稳固地固定到该侧部不变形的程度，并且使得在传递扭矩时夹持部分61A不会在按扣侧部上滑动。在该锁定状态，夹持部分61A的闭合直径是恒定的，并且略小于按扣构件的直径，由夹持部分61A夹持按扣构件的力也是恒定的。可以容易地解除该锁定状态，例如，可以通过保持并提升联接构件83以使臂82从锁定位置移位来解除该锁定状态。

此外，设置有可以改变臂82的转动中心从而可以根据按扣构件的直径来调整臂82的臂半径的臂直径调整装置。臂直径调整装置基本上由支撑轴81和位于每一个臂82的用于收容支撑轴81的基端侧的开口84构成。每一个支撑轴81可以在开口84中相对移位，使得支撑轴81可以被定位在开口84中的预定位置处。更具体地，如图3所示，支撑轴81具有圆形的上、下部被水平切除的截面，另一方面，开口84的形状形成为多个圆形开口部分84A、84B、84C被沿臂纵向彼此部分重叠地顺次布置。从而，在通常的臂使用范围中，支撑轴81与开口84的其中一个圆形开口部分84A、84B、84C联接，但是如果水平提升臂82，则支撑轴81可以相对移位到开口84的另一相邻的圆形开口部分以逐步地改变臂半径。另外，优选三个圆形开口部分彼此连续，使得可以根据按扣构件的直径的大、中、小尺寸以三个级别改变臂半径。此外，设置在转动臂82中的长孔85(参见图3)用于紧固或松开螺杆86，以调整下方杆66相对于杆联接构件67的位置。

作为上述臂直径调整装置的替换例，可以在不改变臂82的臂半径的情况下，通过调整臂82的转动中心、即支撑轴81的中心相对于凸台65B的位置，来改变臂82在锁定位置向下推凸台65B的程度，或改变爪夹持部分61A夹持按扣的程度。例如，如图11和图12所示(除了下列不同点(67′、67″、80′、80″、81′、82′、84′)之外，在图11和图12中使用与图3和图8相同的附图标记)，代替包括圆形开口部分84A、84B和84C的开口84，转动臂82′由通过每一个臂82′的圆形开口84′的支撑轴81′支撑。此外，杆联接构件67′在其外表面上具有外螺纹67″，并且锁定机构支撑板80′具有带内螺纹80″的孔，通过该孔可以螺纹连接地插入杆联接构件67′。通过使杆联接构件67′沿一个方向或另一方向螺纹转动，可以使支撑轴81′的位置向下或向上移位，这可以调整支撑轴81′相对于凸台65B的位置。在使支撑轴81′向下或向上移位之后，可以通过相对于杆联接构件67′转动和紧固安装到锁定机构支撑板80′的定位螺杆73，来将锁定机构支撑板80′固定到杆联接构件67′。

接着，将结合如何使用具有上述构造的按扣构件分离力测量装置说明根据本发明的按扣构件分离力测量方法。首先，将安装到布料的按扣构件置于模具11上，并且由布料保持单元20的布料保持臂21将按扣构件周围的布料部分保持到模具11上。然后，将爪开/闭驱动构件65从爪夹持部分61A位于远离按扣构件的侧部的状态(参见图6)向下放到爪夹持部分61A仅由弹簧72的弹簧力夹持按扣侧部的状态(参见图7)。在后一状态，如果向按扣构件施加扭矩，则可能引起爪夹持部分61A在按扣侧部滑动或弹簧72的夹持力改变的问题。从而，使锁定机构的转动臂82转动到上述锁定位置(参见图8)。这样，爪开/闭驱动构件65的锥状部分65A被稍向下推动，通过弹簧力夹持按扣构件的爪夹持部分61A稍微径向向内移位，使得在加强弹簧力的状态下，爪夹持部分61A以恒定的夹持力稳固地固定按扣构件(锁定状态)。图9示出在该锁定状态下，三个爪61的夹持部分61A如何夹持按扣构件的侧部。如图9所示，每一个夹持部分61A具有面对按扣侧部的弧状表面。弧状表面的圆弧直径略小于按扣直径，使得水平面中的每一个弧状表面的两端都可以咬入按扣侧部，这用作防止夹持部分61A在施加扭矩期间在按扣侧部上滑动的阻力。为提供这样的阻力，还可以使夹持部分61A的弧状表面粗糙化。

然后，在该锁定状态，扭矩计50的输出部分51连接到上方杆69的接合部69A，操作者手动转动扭矩计50预定时间和/或预定角度。如上所述，该扭矩经由上方杆69、杆联接构件67和下方杆66传递到爪支撑板63，然后从爪61的夹持部分61A施加到按扣构件。在施加预定扭矩的步骤之后，也就是说，在向按扣构件施加绕垂直于布料表面的轴线的转动力矩的步骤之后，在锁定按扣向下牵拉布料的状态下致动拉力单元30，然后测量该拉力。