(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備えていて、これにより第１及び第２の予めクリンプされている部分は、整合及び捩れを伴う相対的な動きにより第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合するともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される、非円形状断面の結束部材であって、上記凹部の幅と深さが非円形状断面の結束部材の幅及び厚さと等しい、結束部材。
【請求項２】
夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備えていて、これにより第１及び第２の予めクリンプされている部分は、整合及び捩れを伴う相対的な動きにより第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合するともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される、円形状断面の結束部材であって、上記凹部の幅と深さが円形状断面の結束部材の幅及び直径と等しい、結束部材。
【請求項３】
ポリマー材料を備えている、請求項１又は２に従っている結束部材。
【請求項４】
ポリマー材料が、ＰＥＴ，ナイロン，ＰＢＴ，ＰＰＯ，ＰＰＳ，ＰＣＴＡ，及びＰＥＥＫ，そしてこれらのコポリマーの少なくとも１つを備えている、請求項３に従っている結束部材。
【請求項５】
楕円，三角，長方形，正方形，そして台形を備えている群から選択された１つの断面形状を有している、請求項1に従っている結束部材。
【請求項６】
モノフィラメント，マルチフィラメント，２部材，そしてスパンヤーンの群から選択されたヤーンを備えている、請求項１又は２に従っている結束部材。
【請求項７】
第１及び第２の予めクリンプされている部分は熱成形されている、請求項１又は２に従っている結束部材。
【請求項８】
第１及び第２の予めクリンプされている部分はモールディングされている、請求項１又は２に従っている結束部材。
【請求項９】
夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備え、非円形状断面を有している結束部材であって、上記凹部の幅と深さが上記結束部材の幅及び厚さと等しい結束部材を提供する工程と；
物体に対し結束部材を位置決めする工程と；
第１及び第２の予めクリンプされている部分を整合する工程と；そして、
第１及び第２の予めクリンプされている部分を相対的に捻って、第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つを第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合させるともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される工程と、
を備えている物体の結束方法。
【請求項１０】
夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備え、円形状断面を有している結束部材であって、上記凹部の幅と深さが上記結束部材の幅及び直径と等しい結束部材を提供する工程と；
物体に対し結束部材を位置決めする工程と；
第１及び第２の予めクリンプされている部分を整合する工程と；そして、
第１及び第２の予めクリンプされている部分を相対的に捻って、第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つを第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合させるともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される工程と、
を備えている物体の結束方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［背景］
この発明は、結束部材及びこの結束部材を使用した物体の結束方法に関係している。より詳細には、この発明は予めクリンプされているヤーンから製造された結束部材及びこの結束部材を使用した物体の結束方法に関係している。
【０００２】
結束部材は種々の形状をし、そして多くの適用において使用されている。例えば、被覆されているか又は被覆されていない金属ワイヤーのセグメントが捻り結束の為にしばしば使用されている。捻り結束は、例えば、包装又はバッグの閉塞、或いは２つの部材の相互の接合の為に使用されることが出来る。結束のもう１つの形態は、一端の固定部材と歯付きの他端、或いはこれと同様のもの、と、を伴ない、歯付きの他端、或いはこれと同様のもの、が固定部材に受け入れられ、そして保持されるストリップを含んでいる。このような結束は、衣服の付け札またはケーブルの結束の為にしばしば使用されていて、典型的には除去の為には結束が破壊されなければならない永久的なものである。他の結束部材は、巻き付けられ、そして固定されることが出来るストリップを形成する為の、例えばベルクロ（登録商標）ブランドの固定材料の、フック及びループ形式の固定具を含んでいても良い。他の結束部材形式は知られていて、そして使用されている。
【０００３】
これらの結束の夫々は或る種の使用においては有効であることが分かっているが、個々はまた限界を有している。例えば、結束の幾つかは最小の負荷強さを提供し、他は寸法において制限されていて、他は製造が困難であるか又は高価であり、他は温度や湿度や異物の存在の有害な効果により、環境状況の制限された範囲中においてのみ有用である。他のものは、結束を永久的に破壊すること無しには開放することが出来ず、その結果としてそれは再使用することが出来ない。この発明は、これらの制限の全部ではないとしても幾つかを単一の結束部材、即ち、予めクリンプされている材料から製造された結束部材、において、克服することが出来ることが分かった。
【０００４】
予めクリンプされているヤーンは知られている。米国特許第２，３７７，８１０号；第３，５６７，５６９号；第３，８３６，４１６号；第４，６６１，４０４号；第４，９７４，３０２号；第５，１８７，８４５号；第６，０４５，９１１号；第６，０５８，５４１号；第６，０７９，０８７号；そして第６，０８８，８９１号の全てが予めクリンプされているヤーンの形成方法を開示している。これらの予めクリンプされているヤーンの使用は様々である。米国特許第２，３７７，８１０号；第３，５６７，５６９号；そして、第４，６６１，４０４号は、織られている又は編まれている化学織物、例えば絹の外観と毛の性質とを有している化学織物、の為のクリンプされているヤーンの製造方法を開示している。米国特許第３，８３６，４１６号は、プラスチックシート材料を形成する為に互いに融着されている耐久性の無いヤーンの製造方法を開示している。米国特許第５，１８７，８４５号は、カーペット製品中での使用の為の予めクリンプされているヤーンの形成方法を開示している。米国特許第６，０５８，５４１号及び第６，０７９，０８７号は、歯ブラシ及び塗装ブラシ中での使用の為のクリンプされているヤーンの形成方法を夫々開示している。米国特許第６，０４５，９１１号は、草刈り機の如き回転カッター中での使用の為の切断用繊維を開示している。種々のクリンプ形状が開示されている。予めクリンプされている部材は知られているが、これらの文献のいずれもが予めクリンプされているヤーンを結束部材として使用することを教示していないし、あるいは示唆していない。
【０００５】
［概要］
この発明に従った結束部材は：夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備えていて、これにより第１及び第２の予めクリンプされている部分は、整合及び捩れを伴う相対的な動きにより第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合するともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される、非円形状断面の結束部材であって、上記凹部の幅と深さが非円形状断面の結束部材の幅及び厚さと等しい。
この発明に従ったもう１つの結束部材は：夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備えていて、これにより第１及び第２の予めクリンプされている部分は、整合及び捩れを伴う相対的な動きにより第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合するともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される、円形状断面の結束部材であって、上記凹部の幅と深さが円形状断面の結束部材の幅及び直径と等しい。
さらに、この発明に従った物体の結束方法は：夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備え、非円形状断面を有している結束部材であって、上記凹部の幅と深さが上記結束部材の幅及び厚さと等しい結束部材を提供する工程と；物体に対し結束部材を位置決めする工程と；第１及び第２の予めクリンプされている部分を整合する工程と；そして、第１及び第２の予めクリンプされている部分を相対的に捻って、第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つを第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合させるともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される工程と、を備えている。
この発明に従ったもう１つの物体の結束方法は：夫々が複数の交互の凹部及び凸部を有している第１及び第２の予めクリンプされている部分を備え、円形状断面を有している結束部材であって、上記凹部の幅と深さが上記結束部材の幅及び直径と等しい結束部材を提供する工程と；物体に対し結束部材を位置決めする工程と；第１及び第２の予めクリンプされている部分を整合する工程と；そして、第１及び第２の予めクリンプされている部分を相対的に捻って、第１の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つを第２の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合させるともに第２の予めクリンプされている部分の凸部の少なくとも１つが第１の予めクリンプされている部分の凹部の少なくとも１つに係合して相互に接合される工程と、を備えている。
この発明は、交互の凸部と凹部の予めクリンプされている部分を有している材料の長さから製造された結束部材及びこの結束部材を使用した物体の結束方法に関係している。この結束部材は所望の形態に配置されていて、そして２つの予めクリンプされている部分をこれらが相互結合する位置へと整合させるとともに捻ることにより接合される。結束部材は、多くの消費者最終用途形態、例えばケーブルやホースの結束，吊り天井結束，植物吊り下げ具及び／又は野菜用柱，ビジュアルサイン伝達（signage）の為の柱結束，ハンガーボード工具保持具、或いは捩じり結束又は同様のものが使用出来る一般的な結合具として、の為に使用されることが出来る。いかなる所望の長さであることが出来る部材は、合成材料から好ましくは製造されるが、しかし金属又は他の材料から製造されることが出来る。
【０００６】
［好適な実施の形態の詳細な記載］
この発明は添付の図面を参照して説明されるが、そこにおいては全体を通して同様の参照数字は同様の要素を示している。
【０００７】
ここで使用された時、用語“部材”は、モノフィラメント，マルチフィラメント，フィルムから細断されたストリップ（strip），或いは、それらの長さ寸法がそれらの高さ又は幅のいずれかよりも大きい他の同様なヤーン（yarn）状要素を包含する。用語“クリンプ（crimp）”は、当該技術分野において知られているように、共通の中心からの部材のうねり又はゆがみを引用している。“詰め込み箱（stuffer box）”工程を介した織り或いは編みによって、適切な成形型（mold）を使用している部材のキャスティング（casting）又はモールディング（molding）によって、熱成形（thermoforming）又は他の方法によっての如き、織物の組み上げの間に少なくとも部材を相互に組み上げることにより、クリンプが部材に付与されても良い。用語“熱成形（thermoforming）”は、例えば、冷却されているか又は加熱されている歯車，ローラー，又は板の間を部材を通過させることによる、或いは、歯車，ローラー，又は板の間を部材を通過させ次に続いて加熱又は冷却して所望の様式に部材を永久に変形させることによる、熱処理を伴なうか又は伴なわない機械的手段により、熱成形部材に対し特別なクリンプ（crimp）を付与する為の工程に関係している。用語“予めクリンプされている（pre-crimped）”は、部材を製品へと組み上げる以前に部材に所望のクリンプを付与する処理を引用している。ここで使用される時、予めクリンプされている（pre-crimped）及び熱成形（thermoforming）の両者は、所望の適合を伴なって部材を相互結合させることを許容している、部材への特別に寸法決めされている凹部の付与である。
【０００８】
図１を参照すると、この発明の結束部材２０の第１の実施の形態が示されている。結束要素２０は、個々の表面Ａ及びＢが交互の凹所２２と凸部２４の連続を有しているように予めクリンプされている。交互の凹所２２及び凸部２４は、図示されている如く部材２０の全長さに沿い又は所望の部分に沿ってのみ設けられていても良い。さらに、図示されている実施の形態は長方形の断面、図４参照、を有しているが、部材２０は、例えば円，楕円，又はいかなる多角形の如何なる所望の断面を有することが出来る。部材２０は好ましくは、合成材料、例えばナイロン，ポリエチレン・テレフタレート（polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）及び関連しているポリマー及びコポリマー、ポリブチレン・テレフタレート（polybutylene terephthalate：ＰＢＴ），ポリフェニレン・スルフィド（polyphenylene sulfide：ＰＰＳ），ポリエーテル・エーテルケトン（polyetheretherketone：ＰＥＥＫ），ポリ（シクロヘキサン・ジメチレン・テレフタレート）（poly（cyclohexanedimetlylene terephthalate）：ＰＣＴＡ），そして例えば工業織物において使用されている他のポリマー、から製造されている。部材はまた、所望の性質を有している、他の適切なポリマー材料，金属，或いは他の材料から製造されても良い。結束部材２０は、予め切断されている長さで供給されることが出来るし、或いは使用者が特定の適用の為の所望の長さに片を切断することが出来るように巻きつけられていることが出来る。
【０００９】
図２乃至４を参照すると、部材２０の結束の第１の形態が示されている。部材２０の端２６，２８は、図２中に図示されているように、十字形状に交差されている。端２６，２８は次に相互に回転されて、図３及び４中に図示されているように凹所２２及び凸部２４が相互に位置合わせし、そして相互結合する。相互結合の強さは部材の寸法，それが形成されている材料の種類，クリンプの頻度，凹所２２及び凸部２４の幅及び深さ，そして相互寄り合せの面積により制御される。凹所２２の深さは或る凹所の底から隣接した凸部の頂までの内部距離（interior distance）である。凹所２２の幅は１つの凸部から次の凸部までの内部距離（interior distance）である。例えば、結束部材は熱成形工程（thermoforming process）において形成されている。１．４ｍｍ直径のナイロン製モノフィラメントの円形状素材が熱成形されて、概略１．９５ｍｍ幅で０．９５ｍｍ厚さの略長方形状断面を有している最終部材を提供する。３ｍｍと３．５ｍｍとの間のクリンプ変形（１つの凸部の外表面と反対を向いている凸部の外表面との間の距離）及び３乃至４の凹部／ｃｍのクリンプ頻度が所望の結果を提供していることが分かっている。他の材料及び形態がまた、例えば異なったクリンプ間隔及び寸法で、使用されても良い。
【００１０】
好ましくは、高い結束強度を得る為に、受け凹所の幅及び深さが長方形状又は非円形状部材の幅及び厚さ、或いは円形状部材の直径、に概略等しい。凹所は従って部材ヤーン（yarn）を積極的に保持するとともに早すぎる望ましくない解放の出現を減少させることが出来る。
【００１１】
図２乃至４中に図示されている如く相互に寄り合わせられている結束部材２０は多数の最終用途（end use）の為に使用されることが出来る。例えば、それは、吊り天井結束，ケーブル結束，植物吊るし具，ポール結束，工具ハンガーボード保持具，或るいは捩じり結束又はそれと同様の物が使用出来る如何なる場所での一般的な固定具として、使用されることが出来る。さらに種々の材料を使用することが出来るので、ナイロン又はそれと同様の物から製造された部材２０は、高温度の適用中で、例えばエンジン区画中での使用のためのケーブル又はホース結束として、使用されることができる。
【００１２】
別の結束形態が図５中に図示されている。この例においては、部材２０は複数の位置３２ａ，３２ｂ，そして３２ｃで相互に捻られて複数の結束ループ３０ａ，３０ｂ，そして３０ｃを規定している。このような形態は、複数の物体が単一の結束部材２０により相互連結させられることを許容する。ループ３０の如何なる数及び形態が規定可能である。さらに、このような柔軟性は、部材２０を種々の方法で、例えば植物吊り具又はそれと同様な物の如く、使用されることを可能にしている。
【００１３】
もう１つの別の結束形態が、図６及び７中に図示されている。図６を見てみると、部材２０の個々の端２６，２８は部材２０の本体と相互に捩じられていて略円形状のループ（loop）を規定している。端２６，２８が相互に捩じられている程度は、図６及び７を比較することにより見ることが出来るように、変更されることが出来る。図７中に示されている如く、複数のループが相互に連結されることが出来て、リンク鎖又はそれと同様の物を規定する。ループにされた部材は驚くべき強さを示す。
【００１４】
試験においては、２つの１２インチの予めクリンプされている部材２０が、図７中に図示されている如く、ループに形成され、そして接合されている。予めクリンプされている部材は、１ｃｍ当たり３乃至４個の凹所で３乃至３．５ｍｍの変形へと実質的にクリンプされている上述された１．４ｍｍ直径の丸いポリアミド６（polyamide６）モノフィラメントから形成されている。ループは、個々の反対端２６，２８からの部材２０の２インチの長さを相互に捩じることにより形成されている。２つのループは次にインストロン（Instron）引っ張り試験機を使用して引き離された。部材２０の接合されている領域の凹所及び凸部に滑り及び引き離しを開始させるのに約１１ｋｇの力が要求された。
【００１５】
比較として、２つの１／２インチ幅で１１インチ長さのベルクロ（Velcro）（登録商標）固定材料の片が同様の方法で接合され略２インチの材料が重複された。試験中に使用された材料は、ウルトラメイトブランド（Ultra-Mate brand）の固定具で、部材番号が１６１２９３ＨＴＨの１／２インチ×１１インチのパーフェド（perfed）ストラップ材料である。２つのベルクロ（Velcro）（登録商標）ループが、上述した予めクリンプされている部材と同様に“数字の８”の形態で相互連結されている。ベルクロ（Velcro）（登録商標）ループは次に同じインストロン（Instron）引っ張り試験機を使用して引き離された。ベルクロ（Velcro）（登録商標）ループを引き離すのに要求された力もまた約１１Ｋｇであった。
【００１６】
試験により図示された時、相互に捩じられていて予めクリンプされている部材２０は、これらが個々のループに沿った寸法及び結合面積において非常に小さいにもかかわらず、ベルクロ（Velcro）（登録商標）ループに等しい強度を発揮した。
【００１７】
個々の結束形態において、結束部材２０は端２６及び２８の捩じりを解除することにより単純に引き離されることが出来る。部材２０は次に如何なる所望の方法においても再使用されることが出来る。さらに、上述した結束形態及び適用は図示の目的の為にのみ明らかにされていて、そして限定されることを意図されていない。他の結束形態及び適用はこの発明の範囲内にある。
【００１８】
予めクリンプされている部材を形成する現在の好適な方法が、図８を参照して記載される。クリンプされていないポリマーヤーンの如き素材４０が、夫々所定の凸部５２及び凹所５４を有している対向した成形歯車５０，６０を介して通過される。対向している歯車を使用することに追加して、種々の他の組み合わせ、例えばカム，エンボスロール（embossing roll），あるいはクリンプ板（crimping plate）、が使用されることが出来る。
【００１９】
素材の材料，部材の寸法，そして所望の凹所寸法に従い、素材４０を加熱してクリンプ手段を介して通過する以前にそれをよりしなやかにすることが望まれても良い。素材４０が好ましくは略ポリマー材料のガラス転移温度にまで加熱されるよう、個々のポリマーの為に適切な温度が選択されても良い。幾つかのポリマー、例えばＰＥＴ、の為には、加熱が必要でなくても及び／又は望まれていなくても良い。好適な実施の形態においては、加熱源４６は歯車５０，６０に近接して配置されていて、所望の熱量を提供するよう制御される。温水槽，伝導（conduction）又は対流（convection)オーブン，マイクロ波又は赤外線放射を含む種々の加熱源４６が使用されることが出来る。代わりに、例えばカートリッジ加熱機又は他の適切な熱源を使用することにより、歯車５０，６０が加熱されて素材４０をそれがクリンプされるよう加熱しても良い。代わりに、素材４０は、それがさらなる加熱を要求したり要求しなかったりしても良い、半加熱状態においてこれを成形する為に使用された、例えば紡糸口金（spinnerette）又は押出機（extruder）の如き、装置から直接的に歯車５０，６０へと供給されても良い。
【００２０】
加熱されたのであれば、クリンプされた部材４８は、付与されたクリンプの寸法及び形状が保持されるのを確実にするよう適切な手段により好ましくは容易に冷却される。１つの実施の形態においては、加熱されクリンプされている部材４８は冷水槽又は渦冷却機（vortex chiller）４９を介して通過される。或いは、一次歯車５０，６０、又は歯車（図示されていない）の追加の組み合わせ、が、例えば渦冷却機（vortex chiller）により冷却されても良く、排出されている部材４８を冷却する。第２の冷却されている歯車組立体又はそれと同様の物が使用されたのであれば、それは第１の歯車の凸部及び凹部に対して補完的な凸部及び凹部を有するとともに第１の歯車と同期される。幾つかの適用においては、急速な冷却が必要とされなくても良く、そして部材が放っておかれ自然に冷却されることを許容されても良い。
【００２１】
完成されているクリンプされた部材４８は次に、使用者が後に片を所望の長さに切断することを伴なう適切な包装へとコイル状に巻かれるか、或いは部材は予め規定されている長さへと切断されるとともに包装されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従った予めクリンプされている部材の側面図である。
【図２】  図１の予めクリンプされている部材の側面図であって、その両端は相互に捩じられる前で交差されている。
【図３】  図１の予めクリンプされている部材の側面図であって、その両端は相互に捩じられている。
【図４】  図３の相互に捻られている部分の拡大された斜視図である。
【図５】  相互に捩じられて複数ループの組み合わせを形成している本発明に従っている予めクリンプされている部材を図示している。
【図６】  １つの円形状体へと相互に捩じられている本発明に従っている予めクリンプされている部材を図示している。
【図７】  本凹所の連続の２つの相互に連結されている予めクリンプされている部材を図示している。
【図８】  図１の部材の製造の好適な方法を図示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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