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[功與能] 從『小蒨的豌豆』談起~拉鍊 の科學 (下)

小蒨的豌豆遊戲與拉鍊......這二者有何關聯?原來是因為豌豆仁左右交錯配置的組合,咬合的形式像拉鍊。

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2019-10-24 22:38:45 最後編修
2017-06-14 13:50:45 By zfang
 

"小蒨的豌豆遊戲"與"拉鍊"......這二者有何關聯?原來是因為豌豆仁左右交錯配置的組合,咬合的形式像拉鍊。(從『小蒨的豌豆』談起~拉鍊 の科學 (上))

拉鍊英文叫做“Zipper”,取名靈感來自拉鍊上下滑動時發出的聲音(“Zip”是狀聲字~物體快速移動的聲音)。發明的原型來自穿鞋的困擾~美國人傑得森1890年代為了解決綁鞋帶的不方便而發明『鉤環鎖釦』(鉤鎖狀繫帶),結構與目前普遍使用的拉鍊相近,但兩側採用像鉤子一樣的鉤鎖,而不是現代拉鍊的細紋鋸齒。

在1913年,桑德貝克改良設計出『連環扣鋸齒狀拉鍊』,具有現代拉鍊的雛形,用鋸齒的凹凸絞合代替鉤鎖,並將每英吋四鉤眼的設計,改為每英吋十到十一個二排齒眼,中間則有一個可以上下滑動的滑楔,滑楔上下滑動時會把二排齒絞合在一起或分開,操作簡易方便。

拉鍊包含 2 邊各有 1 條軟性鍊條,鋸齒狀的鍊齒一個連接一個;再加上一個拉鍊頭 ,拉鏈頭可隨意上下滑動,利用上下滑動的力量,將二道齒絞合在一起或分開。


拉鍊有何玄機?受到拉鍊頭的帶動而使得鍊齒緊密結合


這種常見的塑膠文件袋,也能視為另一種型式的拉鍊。

拉鍊頭內的Y字型溝槽結構,一邊開叉,一邊契合,使拉鏈的微小力量,轉換成足以分合鏈齒的強大力量。


拉鍊小兵立大功的關鍵,在拉鍊頭內的Y字型溝槽結構中。

拉起拉鍊的時候(參考下圖左),將拉鍊頭往上拉,2 邊的鍊齒進入拉鍊頭的Y字型溝槽,順著弧形結構有股力量將齒鍊彎曲,使齒縫間距稍微撐開,好讓左齒右齒能契合。到了拉鍊頭的尾端,因為鍊齒不再被結構扳開,就回復原本一直線的形狀,此時每顆齒的間距縮小,互相契合咬住!

拉開拉鍊程序相反(參考上圖右),契合的拉鍊進入拉鍊頭,左右齒鍊分別被 Y字型槽內的三角分水嶺切開,『拉鍊頭中央的三角形滑楔,像刀子(斜面)般可以將鍊條輕鬆分開!』順著軌道折彎,齒縫間距稍微撐開,左齒右齒又慢慢分離。

『解開拉鍊省力?還是合上拉鍊容易?』以我的經驗,如果拉鍊沒卡住,解開比合上輕鬆,為什麼?因為下拉時施力朝下,直接使齒鍊被"切開"~而鎖合時人的施力向上,靠的是間接來自拉鍊頭二側的分力推擠,破壞比建設容易!

拉鍊拉不動,可以在拉鍊上塗蠟(用蠟燭來回滑動),拉鍊才不會卡卡的;洗衣服時也要先將拉鍊拉上,洗後才不容易變形。

不過,光只有鍊齒的『凹凸相間』未必能堅固密合,某些部位的拉鍊還是常常會不小心而"爆開",發明家們想盡法『將拉鍊的齒狀部分更加密合』,為了增加齒間的力量,齒部形狀就是一個關鍵。

以我的一件外套為例,它的齒部形狀就設計成湯匙狀,頂端凸末端凹,左右齒鎖合,才不會輕易繃開或是移位而壞掉。


別小看鍊齒上小小的"齒",它可是增強拉鍊效果的"祕密武器"


每一齒的背後還有個小小凹槽


湯匙狀的鏈齒一個咬合一個,漸漸拉上閉合,鋸齒狀的接合方式最堅固。

在藝術與人文課本上看到這個創意拉鍊~『別小看一條小小的拉鍊,它在生活中無所不在!』


朱雋先生的石雕藝術創作!!真酷!!

 

 

分類:科學五四三 2010/03/02 15:59

END

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