(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの面を有し、該面の少なくとも一部分が構造面である、第１部材であって、
該第１部材の構造面は、複数の先細要素を備え、該各要素は、該各要素が設けられた共通面に対して、先細形状を形成するに十分な角度で傾けられた少なくとも一つの面を有し、
上記第１部材の複数の先細要素は、少なくとも一つの第１部材の第１軸であって先細要素の列の間に配置されてなる第１軸を含む複数の軸を形成するように配置された、第１部材と、
少なくとも一つの面を有し、該面の少なくとも一部分が構造面である、第２部材であって、
該第２部材の構造面は、複数の先細要素を備え、該各要素は、該各要素が設けられた共通面に対して、先細形状を形成するに十分な角度で傾けられた少なくとも一つの面を有し、
上記第２部材の複数の先細要素は、少なくとも一つの第２部材の第２軸であって先細要素の列の間に配置されてなる第２軸を含む複数の軸を形成するように配置された、第２部材と、を備え、
上記第１部材および第２部材は、上記第１軸が上記第２軸に対してある角度で配置されて互いに固定され、上記第１または第２部材の上記先細要素の少なくとも一つが、その外力が作用していない位置における軸方向に対して曲げられまたはねじ曲げられ、上記第１および第２部材の先細要素のひとつの上記傾けられた面は、上記第１および第２部材の先細にされた他の要素の上記傾けられた面の少なくともあるものに、摩擦によって結合される、固定部材。
【請求項２】
少なくとも一つの面を有する第１部材を準備するステップであって、該面の少なくとも一部分は構造面であり、該第１部材の構造面は複数の先細要素を含み、該各要素は、該各要素が設けられた共通面に対して、先細形状を形成するのに十分なある角度で傾けられた少なくとも一つの面を有し、該各要素は固定されていない位置で同じ形状を有する、ステップと、
上記第１部材の複数の先細要素を配置して、先細要素の列の間に配置されてなる少なくとも一つの第１部材の第１軸を含む複数の軸を形成するステップと、
少なくとも一つの面を有する第２部材を準備するステップであって、該面の少なくとも一部分は構造面であり、該第２部材の構造面は複数の先細要素を含み、該各要素は、該各要素が設けられた共通面に対して、先細形状を形成するのに十分なある角度で傾けられた少なくとも一つの面を有し、該各要素は固定されていない位置で同じ形状を有する、ステップと、
上記第２部材の複数の先細要素を配置して、先細要素の列の間に配置されてなる少なくとも一つの第２部材の第２軸を含む複数の軸を形成するステップと、
上記第１軸を上記第２軸に対してある角度で配置するステップと、
上記第１および第２部材の上記構造面を互いに押し付けて、上記構造面が互いに押し付けられた後に、上記第１または上記第２部材の上記先細要素の少なくとも一つが、その外力が作用していない位置における軸方向に対して曲げられねじ曲げられ、上記第１部材および第２部材の先細要素の一つの上記傾けられた面が、上記第１部材および第２部材の先細にされた他の要素の上記傾けられた面の少なくともある面に、摩擦によって固定されるステップとを、備える方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、固定部材と、一つの面に一つの構造面を有する部材同士を結合する方法とに関する。
背景技術
部材を互いに結合するファスナに関して、技術は豊富である。たとえば、メストラ氏の米国特許第2,717,437号および第3,009,235号各明細書は、ループとホックとを有する部材を教示している。この部材は、互いに接触するようにされると、ホックはループと互いにかみ合う。アンダーソン氏の米国特許第2,499,898号、パーソン氏の第3,192,589号、フラナガン・ジュニア氏の第3,266,113号、カイザー氏ほかの第3,408,705号、ニルソン氏の第4,520,943号各明細書は、複数のマクロな表面の凹凸または突起を教示している。これは、対応する形状の凹みを有する同じような形状のマクロな凹凸に接触するようにされるとき、結合手段として機能する。さらに、複数の縦方向に延在するリブおよび溝要素を利用するファスナであって、この要素が変形して機械的に干渉して互いに弾力的に互いに抱き合うものが、フレーデン氏の米国特許第2,144,755号、マデセン氏の第2,558,367号、スベック氏ほかの第2,780,261号、アウスニット氏ほかの第3,054,434号、アウスニット氏の第3,173,184号、ナイト氏の第3,198,228号、シーガル氏の第3,633,642号各明細書に開示されている。
アッペルドーン氏の米国特許第4,875,259号明細書は、相互にからめることができる部材をいくつか開示している。第4,875,259号明細書に開示された相互にからめることができる部材のある種のものは、構造面を互いに押し付ける前に、アライメント合せが必要である。
発明の開示
本発明は、互いに部材を固定する方法と、結果としての固定された部材とに関する。本発明は、（１）複数位置において互いに固定でき、任意アライメントで固定でき、（２）驚くほど強力な剥離力の結合を形成し、（３）結合前にアライメント調整が不要である、固定部材を提供する。
本発明によれば、固定部材は、少なくとも一つの面をそれぞれ有する第１部材および第２部材を備える。この面の少なくとも一部分は構造面である。第１部材および第２部材の構造面は、複数の先細要素を備える。各要素は、該各要素が設けられた共通面に対して、先細形状を形成するのに十分な角度で傾けられた少なくとも一つの傾斜面を有する。
第１部材および第２部材の両方の複数の先細要素は、第１部材の少なくとも一つの第１軸であって先細要素の列の間に配置されてなる第１軸と、第２部材の少なくとも一つの第２軸であって先細要素の列の間に配置されてなる第２軸とを含む複数の軸を形成するように配置される。
第１部材と第２部材とは、第１軸が第２軸に対してある角度で配置されて、互いに固定される。部材が互いに固定されるとき、（１）第１部材または第２部材の先細要素の少なくとも一つが、その外力が作用していない位置における軸方向に対して曲げられ、または、ねじ曲げられて、（２）第１部材および第２部材の先細要素のひとつの傾斜面は、第１部材および第２部材の他の先細要素の少なくともある傾斜面に、摩擦によって結合される。
あるいは、本発明は、以下のステップを備える複数部材を固定する方法として説明することもできる。すなわち、この方法は、（１）上述したような一つの第１部材を準備するステップと、（２）先細要素の列の間に配置されてなる少なくとも一つの第１部材の第１軸を含む複数の軸を形成するように、第１部材の複数の先細要素を配置するステップと、（３）上述したような一つの第２部材を準備するステップと、（４）先細要素の列の間に配置されてなる少なくとも一つの第２部材の第２軸を含む複数の軸を形成するように、第２部材の複数の先細要素を配置するステップと、（５）第１部材の第１軸を第２部材の第２軸に対してある角度で配置するステップと、（６）第１部材および第２部材の構造面を互いに押し付けるステップであって、構造面が互いに押し付けられた後、第１部材または第２部材の先細要素の少なくとも一つが、その外力が作用していない位置における軸方向に対して曲げられてねじ曲げられ、第１部材および第２部材の先細要素の一つの傾斜面が、第１部材および第２部材の他の先細要素の傾斜面の少なくともある傾斜面に、摩擦によって固定されるステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
本発明について、添付図面を参照して、さらに説明する。ここで、いくつかの図面において、同じ符号は同じ部品を示している。
図１は、本発明にしたがって固定された、研磨シートの形の第１部材と、研磨ホルダの形の第２部材との斜視図である。
図２は、分離された第１部材および第２部材の拡大斜視図である。互いの縦軸はミスアライメント状態であり、複数の先細要素が示されている。
図３は、図２の第１部材および第２部材の拡大斜視図である。本発明にしたがって、互いに押し付けられて固定された後の状態を示す。
図４は、図３に示された部材と同様の一対の固定された部材の拡大断面図である。
図５は、図４において一部分が示された部材の、要部側面断面図である。
図６は、柔軟な先細要素の頂部の略図である。固定されていない緩められた位置（実線）と、ねじられて固定された位置（点線）とを示す。
図７は、本発明にしたがって固定された部材の一方の構成面上の角錐台形状の先細要素の第１実施例の平面図である。先細要素は、正方形断面で示されている。
図８は、図７の構成面の断面図である。一部分を取り出して、構造面の幾何形状の詳細を示している。
図９は、図１の研磨シートの拡大断面図である。一方の面の構成面と、他方の面の研磨面とを示している。
図10は、本発明にしたがって固定された部材の一方についての第２実施例の平面図である。先細要素は正六角形断面であることを示している。
図11は、本発明にしたがって固定された部材の一方についての第３実施例の平面図である。先細要素は三角形断面であることを示している。
図12は、本発明の第１実施例にしたがって固定された一対の部材について行なった剥離力テストの結果のグラフ図である。
図13は、図12の剥離力テストをどのように行なったを示す斜視図である。
図14A〜14Eは、図12にまとめられた剥離力テストにおける、固定された一対の部材のアライメントを示している。
図15は、40倍の倍率でライツ顕微鏡で撮影した顕微鏡写真である。本発明にしたがって固定された第１部材および第２部材の錐台形状部材が、軸方向に曲げられ、ねじ曲げられているのを示している。
図16は、80倍の倍率でライツ顕微鏡で撮影した顕微鏡写真である。本発明にしたがって固定された第１部材および第２部材の錐台形状部材が、軸方向に曲げられ、ねじられているのを示している。
図17は、図15および16の写真を撮るのに用いた装置を示す略図である。
発明の詳細な説明
図2,3を参照すると、符号10で全体が示された固定された部材の第１実施例が示されている。部材10は、第１部材12を備え、該第１部材12の一つの面には、構造面14を有する。構造面14は、複数の先細にされた先細要素15を備える。各要素15は、先細形状を形成するのに十分な角度で共通面Ｃに対して傾けられた少なくとも１つの面16を有する。先細要素15は、第１部材縦軸Ｌを含む複数の仮想軸を形成するように配置されている。
固定された部材10は、第２部材20も備え、該第２部材20の一つの面には、構造面24を備える。構造面24は、複数の先細にされた先細要素25を備える。各先細要素25は、先細形状を形成するのに十分な角度で共通面C'に対して傾けられた少なくとも１つの面を有する。先細要素25は、第２部材縦軸L'を含む複数の仮想軸を形成するように配置されている。先細要素15および25は、たとえば、図２に示すように、固定されていない位置において同一の形状を有する。
好ましくは、軸ＬおよびL'は、大略、先細要素（たとえば、15または25）の周期的な配列すなわち列の間に配置され、列は軸ＬまたはL'に関して対称である（たとえば、図２および３参照）。しかし、代わりに、軸は、先細要素の周期的な配列間に配置され、軸に関して非対称であってもよい（たとえば、図10の軸Ａ参照）。先細要素は周期的である必要はなく、ランダムに配置されてもよいということが、本発明の範囲に含まれることに、留意すべきである。先細要素が周期的に配置されていない（たとえば、ランダムに配置されている）ときには、仮想軸は任意的に決定されてよい。
第１部材12および第２部材20は、本発明に従った方法によって、互いに固定される。この方法は、（１）第１部材12を準備するステップと、（２）第２部材20を準備するステップと、（３）第１縦軸Ｌを第２縦軸L'に関してある角度（シータθ）傾けて配置するステップと（図２）、（４）第１部材12の構造面14と第２部材20の構造面24とを互いに押し付けあうステップ（図３）とを、備える。構造面14および24を互いに押し付け合った後、（１）第１部材12または第２部材20の先細要素15または25の少なくとも一つは、そのゆるめられて固定されていない位置（たとえば、図２に示す）に対して、軸方向に曲げられてねじ曲げられ、（２）第１部材の先細要素15の傾けられた面16は、第２部材の先細要素25の傾けられた面26に、摩擦によって結合される。
“軸方向に曲げられる”とは、本願中において用いられる際には、つぎのように定義される。すなわち、先細要素15および25は、図２に示すように、固定されていない位置においてゆるめられた形状を有することをいう。固定されいない位置において、先細要素15または25に作用する外力は何もない。固定されていない位置において、先細要素（たとえば、15および25）は、仮想縦軸Ｔを有し（図５参照）、この軸は先細要素（たとえば、15または25）の幾何中心すなわち重心を通る。たとえば、図５においては、先細要素は対称形状であるため、および、先細要素は一定密度であるという仮定のために、縦軸Ｔは共通面ＣまたはC'に対して直角である。本願中において、先細要素が“軸方向に曲げられる”と言うときには、要素が、仮想縦軸T'を有する形状（図５参照）にゆがめられまたは変形されることを意味する。この仮想縦軸T'は、変形された要素の幾何中心を通る。この変形された要素は、固定されていない位置における仮想縦軸Ｔのゆるめられた位置に対してある角度をなすかさもなくば移動されている。
ねじ曲げられた、またはひねられたとは、本願中で用いるときには、つぎのように定義される。すなわち、固定されていない位置において、先細要素15または25は、仮想縦軸Ｔ（図２参照）に直角な面内の、ゆるめられた方向となる。本願中において、先細要素が軸方向にねじられると言うときには、その要素は、固定されていない位置における要素の向きすなわち軸Ｔを用いる位置と面11の角とに対して、言及したように、径方向に移動されることを意味する。
次に、図５および６を参照すると、図２および３に示した部材の第１実施例が示されている。第１部材12は、相対的に柔軟な材料から構成されて、先細要素15は曲がることができ、第２部材20は相対的に堅い材料から構成され、要素25は、曲がらない。図５において最も良く分かるように、第２部材の先細要素25の形状は、固定された位置においても、固定されていない位置においても、略同じままである。しかし、第１部材の先細要素15は、軸方向に曲がりかつねじれる。
図５において先細要素15を参照すると、要素15は、仮想縦軸T'を有する形状に、ゆがめられるまたは変形される。この軸T'は、固定されていない位置において、仮想縦軸Ｔ（図５では、要素15について図示せず）のゆるめられた位置に対してある角度をなす、変形された要素15の幾何中心を通る。図５における仮想軸ＴおよびT'の位置を、比較されたい。
図５および６に示す要素15も、軸方向にねじられる。図６において最もよく図形的に分かるように、要素15は、上面11を通る面のように、固定されていない位置において仮想縦軸Ｔに直角である面内に、配置される（実線）。固定された位置において、先細要素15は、ねじられて移動される、すなわち“ひねられる”（点線）。要素15は、固定されていない位置、すなわち、言及したように軸Ｔと面の角11とを用いる位置での配置に対して、径方向にすなわちねじられて、角度τ移動する。
角度τは、固定される部材に対する角度θと必ずしも一致する必要がないことに留意すべきである。それよりむしろ、角度τは、同じ部材12または20において、異なる先細要素15または25に対して、大きくばらつくようにしてよい。もし、部材12または20の一方が相対的に堅い材料から構成され、他方の部材が柔軟な材料から構成されていれば（図５参照）、堅い材料に対する角度τは、略ゼロである。代わりに、部材12または20のそれぞれは、柔軟な材料から構成されてもよい。
図15および16は、固定された柔軟な第１部材12および第２部材20の顕微鏡写真であり、ともに軸方向に曲げられかつねじまげられた柔軟な先細要素15および25を示している。
図17は、図15および16の顕微鏡写真を撮るのに用いた装置を示している。透明なすなわち透視できる第１部材12および第２部材20は、後述の実施例１に説明するように準備された。構成物は、互いに以下のステップによって結合される。すなわち、（１）軸ＬおよびL'をミスアライメント状態（アライメントが合ってない状態）にする。（２）部材12および20は、中程度の指圧力によって、互いに押さえ合わす。（３）そして、部材12および20を、ライツ光学顕微鏡100（たとえば、独国、ベツラーのライツ、またはカリフォルニア州サンフランシスコのテクニカルインスツルーメンツカンパニーから一般に市販されているライツ光学顕微鏡）のトレーに載せる。
カリフォルニア州ニューポートビーチのTKLインコーポレイテッドから一般に市販されているXYθステージボウケラーデジタルマイクロメータ（符号101）モデル1398を準備し、これによって、ユーザーは、顕微鏡100に対して部材12および20の位置を操作することができた。10倍の対物レンズ102および10倍の接眼レンズ104は、独国、ベズラーのライツから、またはカリフォルニア州サンフランシスのテクニカルインスツルーメンツカンパニーから一般に市販されており（たとえば、モデル番号NPL10X）、それを用いて図15および16に示した顕微鏡写真を撮った。
部材12の背面側から、要素15のベースおよび要素25の先端部とに、顕微鏡100の焦点を合わせた。サンプルは、図17に示すように、イントラルックス5000  120ボルト,180ワット光源106によって、底面から照明された。この光源106は、ニューヨーク州オーバーンのボルピマニュファクチュアリングカンパニーインコーポレイテッドから一般に市販されている。光は部材20を、次に12を透過して、対物レンズ102に達する。
カメラ109を準備する。たとえば、カメラは、スイス、ハーブルグのワイルドから一般に市販されているワイルドカメラ109とすることができる。カメラ109には、ポラロイド高感度白黒667フィルムのようなフィルムが装填される。露光デバイス110には、スイス、ハーブルグから一般に市販のワイルドフォトマットMSP45のようなものを準備する。
カメラ109は、80倍の顕微鏡写真倍率に対して0.8倍の倍率を有する（たとえば、図16の顕微鏡写真）。ワイルドフォトオートマットMPS45（符号110）はカメラ109の露光を制御した。図15については、５倍の対物レンズを代わりに用いた。
ここで、図２および３を参照すると、角度θは、軸Ｌと軸L'との間の角度である。角度θは、大略、ゼロ（０）よりも大きい値と、約20度より小さい値との間であり、好ましくは、以下に説明するような理由から、7.5度である。
第１部材12と第２部材20とは、寄せ集められると、互いに結合する。なぜなら、第１部材の先細要素15の傾けられた面16は、第２部材の先細要素25の傾けられた面26に、摩擦によって結合する。部材12および20は、最初に部材のアライメト調整することなしに、互いに結合でき、使用者は部材をランダムな向きにして、次に、互いに押し付け合えばよい。部材12および20が配置自在である特徴は、使用者にとって便利な特性である。
第１部材12および第２部材20の構造面14および24は、大略、多角形断面を有する中実の角錐形状要素を備える。ここで用いられる角錐形状要素という語句は、図２および３に示されたような角錐台形状要素15および25のように、先端を切ったものを含む。角錐台形状要素15および25は、図２および３に示した正方形のような多角形断面形状を含む。あるいは、断面は、長方形、正六角形、六角形、三角形、円形、楕円形、それらの組み合わせ、あるいは、直線と曲線要素との組み合わせであってもよい。
部材12および20を構成するために用いられる特定の材料は、少なくとも一方の材料が軸方向に曲がりねじ曲がるすなわちたわむことができる柔軟な先細要素15または25でありさえすれば、任意の適切な材料でよい。種々の材料を用いることができ、たとえば、限定されないが、市販されているアクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリマー（電子ビームまたは放射線硬化されたポリマーを含む）、ポリエチレン、ポリカーボネートを用いてよい。特別な例では、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、可塑剤を有する軟質ポリ塩化ビニル、二軸延伸のポリエチレンテレフタレートを含む。さらに、材料は、特定の用途によっては、生分解可能であっても、透明または半透明であっても、導電性があっても、磁性があってもよい。さらに、米国特許第4,875,259号明細書中に述べられた任意の材料を用いてもよい。
実施例１
固定された部材10の第１実施例を提供するのに用いられるひとつの部材12の一実施例を、図７および８に示す。先細要素15は、上面11、すなわち共通面Ｃから計測される高さＨを定義する部分を、含む。
この例における部材は、可塑剤を含むPVCフィルムの全く同一の長方形細片を備える。部材12および20のそれぞれは柔軟であり、一体成形された均一な要素15および25を有する。これらの部材の寸法は、長さ約12.7センチメートル（５インチ）、幅約2.54センチメートル（１インチ）、全体厚さ約1.0〜1.27ミリメートル（40〜50ミル）である。
部材12および20は、ノースキャロライナ州、ピネビラ、インダストリアルドライブ9635のアルファケミカルアンドプラスチックスコーポレーションから入手した透明な＃516PVCペレット（製造番号2215−80）から構成されたポリ塩化ビニルを備える。部材12および20は、第１の幅の広い平滑面と、第２の幅の広い構造面（たとえば、14および24）とを備える。構造面における構成は、周期性のある二つの互いに直交する軸を有する直交方式であり、一つの縦軸はＬおよびL'である（図2,3,7に示すように）。
構造面14および24は溝を有する。この溝の深さまたは高さＨは約0.63ミリメートルすなわち25ミルである。先細にされた面16または26の間の角度（図８に角度φとして示されている）は、９度36分（丸めると10度）である。ピッチすなわち格子定数（図７においてＰとして示されている）は、約0.33ミリメートル（13.08ミル）である。頂部寸法（たとえば、上面11または21の辺の長さ）は、約0.12×0.12ミリメートル（4.86×4.86ミル）である。溝のベース部での幅（図７において、径Ｄとして示している）は、約0.23ミリメートル（9.06ミル）である。図８に示された距離Ｇは、単にＰ−Ｄであり、すなわち0.10ミリメートルである。
ノースキャロライナ州、ピネビラ、インダストリアルドライブ9635のアルファケミカルアンドプラスチックスコーポレーションから入手した透明な＃516PVCペレットから作られたポリ塩化ビニルが用いられるとき、上記した寸法を有する柔軟な要素は十分にひねられて曲げられて、部材12および20を複数の角度配置で固定できることが、分かった。
部材12および20が互いに押し付け合われたときに、先細要素15または25が、曲げられまたはひねられることが可能であるためには、種々の要因が影響する。たとえば、材料特性、要素15または25の断面形状（たとえば、正方形または長方形など）、先細にされた面の角度（たとえば、角度φ）、径Ｄに対する高さＨの比H/D、および径Ｄに対するピッチＰの比P/Dは、先細要素が曲げられひねられることが可能となることに、影響を与えると考えられる。
他の全ての要因を一定にするならば、径Ｄに対する高さＨの比は、要素15または25が曲げられひねられることができる十分な値であるべきである。実施例１では、径に対する高さの比H/Dは（0.63ミリメートル/0.23ミリメートル）＝2.74であった。この材料についてのこのH/D比でうまく行き、異なる角度配置で結合できることが分かった。他の全ての要因を一定にすれば、H/D比は、要素15または25が曲がりかつねじれることができるように、数値的に十分に大きい値であるべきである。しかし、もしH/Dが大き過ぎると、先細要素15および25は過度に曲がって互いに干渉し、それによって、部材10の結合を妨げる傾向がある。もし、H/Dが小さ過ぎると、先細要素15または25は、堅くなり過ぎてねじれずかつ曲がらない傾向があり、したがって、部材12および20の“曲がり”結合は、その部材については、悪影響を受ける。
さらに、全ての要因を一定にすれば、径Ｄに対するピッチＰの比P/Dは、要素15または25が曲がりかつねじれることできる十分な値であるべきである。たとえば、実施例１において、P/D比は0.33/0.23＝1.43である。この実施例についてのこのH/D比でうまく行き、かつ異なる角度配置で結合できることが、分かった。他の全ての要因を一定にすれば、P/D比は、要素15または25が曲がりかつねじれることができるように、数値的には十分に大きい値であるべきである。しかし、もしP/Dが大き過ぎると、要素15および25は曲がらずかつねじれず、その代わりに、固定されていない位置に留どまりまたは復帰すると考えられる。もし、P/D比が小さ過ぎると、先細要素15または25は、間隔が接近し過ぎて互いに過度に干渉し合うようになって、曲げやねじれは、ほとんど、あるいは、全く起こらない傾向がある。
実施例１で説明される部材12および20は、以下のようにして構成された。まず、パサデナハイドリュックインコーポレイテッド50トンモデル圧縮成形機（カリフォルニア州、パサデナのパサデナハイドリュックインコーポレイテッドから一般に市販されている）を用いた。成形面は、実施例１において述べた寸法を有する部材を提供できるように構成された。上記したPVC材料を用いた。
成形面は、まず、紫外線硬化ポリマーをダイヤモンド切断して、実施例１において上述した寸法と形状を有する成形サンプル部材を準備することによって、構成された。任意的ではあるが、適切なアクリルプラスチック材料を用いてもよい。モアレスペシャルツールカンパニーのモデルＭ−40またはニューモカンパニーのモデルSS−156（たとえば、SN76936）のようなダイヤモンド旋削装置を用いて、成形サンプル部材を構成してもよい。
もちろん、従来技術から分かるように、本発明の固定される部材は、必ずしも別個に機械加工される必要はなく、代わりに、反復プロセスによって製造されてもよい。したがって、成形面を構成するために、従来技術の電鋳プロセス（米国特許第4,871,623号明細書に記載された電鋳プロセスと同様である）において上記した成形サンプルを用い、適切な成形面を準備した。たとえば、ニッケル成形面は、上記したアクリルプラスチックサンプル部材から電鋳加工されてもよい。
任意的ではあるが、図11に示したように、ある構造面の設計においては、電鋳工程を経ずに、金属の、成形面材料から、直接、成形面を機械加工するのは、利点があるかもしれない。他の付加は、最初に、金属材料中の所望の成形面と同様の面を機械加工し、次に、その金属面から成形サンプル部材を成形し、そして、その成形サンプル部材を用いる成形面を電鋳する。
一旦、成形面ができると、PVCペレットは最初に、圧縮成形機の二つの成形面の間に置かれる。成形機の成形面は、カ氏350度まで加熱され、その後、約4350ポンド／平方インチの力が２分間成形面に加えられる。２分後、荷重は、２分間に45,000ポンド／平方インチまで増加される。
そして、成形面は、カ氏100度まで冷却される一方、45,000ポンド／平方インチの荷重は10分間維持された。10分後、45,000ポンド／平方インチの荷重を除荷された。そして、PVC部材が成形面から取り外される。
ローランド氏の米国特許第3,689,346号および第4,244,683号、アッペルドルン氏の第4,875,259号、メルテン氏の第4,576,850号、プリコーン氏ほかの英国特許出願第GB2,127,344A号各明細書のように、従来技術として知られた他の幾つかの方法を用いて、本発明にしたがって部材12および20を作ってもよい。
上述したように、先細要素の断面は、正方形である必要はない。先細要素の断面は、限定されないが、六角形、三角形、楕円、円を含み、曲線または直線の組み合わせを含む角錐形状をなしてもよい。
図10は、本発明にしたがって固定された部材の一方についての他の第２実施例を示しており、符号30によって全体を示しているが、部材12および20の部分と本質的には同じである多くの部分を有する。
部材12および20のように、部材30は、複数の先細要素35を有する構造面34を備える。各要素35は、先細形状を形成するのに十分な同じ角度で、共通面Ｘに対して傾けられた面36を有する。先細要素35は、第１部材縦軸Ａを含む複数の軸を形成するように配置されている。先細要素15および25とは異なり、先細要素35の断面は正六角形であり、先細要素35は、軸Ａに関して対称になるようには、配置されていない。
図11は、本発明にしたがって固定された部材の一方についての別の第３実施例を示しており、符号40で全体を示されている。その多くの部分は、部材30の部分と本質的には同じである。
部材30のように、部材40は複数の先細要素45を有する構造面44を備える。各要素45は、テーパを形成するのに十分な同じ角度で、共通面P'に対して傾けられた面46を備える。先細要素45は、第１部材縦軸A'を含む複数の軸を形成するように配置されている。先細要素35と異なり、先細要素45の断面は三角形である。
一方の部材の先細要素15、25、35、または45は、積極的要素（たとえば、それぞれの共通面Ｃから突出した中実要素）であってもよく、他方の部材に要素は、消極的要素（たとえば、それぞれの共通面Ｃからくぼんだ空隙）であってもよく、積極的要素の面が消極的要素の面にかみ合って、それに結合してもよいことに、留意されたい。さらに、第１部材の先細要素の断面形状は、第２部材の先細要素の断面形状に類似していなくてもよい。たとえば、図10に示した六角形形状の先細要素を積極的要素とし、それが、適切に配置された消極的要素である三角形形状要素（図11参照）にかみ合うようにしてもよい。
適用と使用
図１および９は、本発明についての多くの適用の一つを示している。第１部材12は、第１面１と第２面３とを有する１枚の高分子材料すなわちフィルム12を含み、構造面14が第１面に配置され、研磨面７が第２面３に配置されることができる。研磨面７を有する高分子材料は、押し出しプロセスにより被覆された研磨剤の背面に積層された塩化ビニルシート（構造面を有する）から構成することができる（たとえば、米国、ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチュアリングカンパニー（3M）から市販の、グレード600ウェットドライ（商標）Tri−Ｍ−I te Aウエイトペーパ）。代わりに、フィルム２は、片面に構造面を有し、他方の面に研磨粒子が露出した高分子フィルムを用意することによって構成されてもよい。図１は、第２部材20として使用してよい、手持ち研磨ホルダ９を示している。たとえば、研磨ホルダ９は、弾性を有して圧縮性のある高分子発泡材から成形されたモノリス構造体からなるようにしてよい。この材料は、ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチュアリングカンパニー（3M）から、商標“スチキット（Stikit）”として市販されている。研磨ホルダ９についての構造面14は、研磨ホルダ９の構成と一体的に構成してもよく、あるいは、それに代えて、構造面24は、第１面および第２面を有する薄いシートすなわちフィルムから構成し、第１面が構造面を有し、第２面が、研磨ホルダ９にフィルムを接着するために再剥離可能な感圧接着剤の被覆のような適切なフィルム取り付け手段を有するようにしてもよい。
以下に述べるように、驚くべきことに、部材10の剥離力特性は、ゼロ（０）より大きいある角度（θ）で、０度における部材10の剥離力より、大きいことが発見された。したがって、フィルム２の辺８（図１）は、フィルム２上の構造面の縦軸（たとえばＬ）と角度θを形成し、ホルダ９の側面６は、ホルダ９上の構造面の縦軸（たとえば、L'）と大略平行とすることができる。そうすると、フィルム２をホルダ９に押し付けるとき、使用者はフィルム２の辺８をホルダ９の側面６にそろええることだけでよく、そうすることによって、都合良くかつ迅速に、最善の好ましい角度θに近づけることができる。
テスト結果
ここで、図12,13,14A〜14Eを参照しながら、実施例１として参照して説明したタイプの２つの部材12および20について試験した剥離力について説明する。
一連のテストを行なって、２つのかみ合わされる構造面部材10を分離するのに必要な剥離力の影響を受ける角度を決定した。部材の機械特性を正確に試験するため、インストロンモデル1122“万能試験機”を、この試験に用いた。試験時の環境条件は、一定温度70゜F、一定相対湿度50％であった。
テストサンプルは、可塑剤を含むPVCフィルムの、全く同じ長方形細片であった。このフィルムの寸法は、実施例１において説明されている。各テスト細片は、第１の広い平滑面と、第２の広い構造面とを有する。構造面は、図2,3,7,8に関して説明したように、２つの互いに直交する周期的な軸を有する直交タイプ（図3,4に示されたタイプ）の構成であった。構造面は、実施例１において説明したのと同じ構成である。
図13は、部材12および20が、上記したインストロンを用いてどのように試験されたかを、図示したものである。部材12および20は、それぞれ、柔軟な要素15および25を有する。部材10は、対にして（たとえば、12および20）試験した。各サンプル対は、第２面である構造面14および24が相互に接触し、周期的に互いにずれた軸が予め決定されたミスアライメント角θ（各テストにおいて、０、7.5、15、30、または45゜）だけ互いにずれる（ミスアライメント状態となる）ように、位置決めされた。ミスアライメント角は、図14A〜14Eに示されている。
ミスアライメント状態のサンプル片の各対は、溝幅が4.4cm（1.75″）、直径が4.76cm（1.875″）の滑らかなゴム表面金属ロールによって約20ニュートン（4.5ポンド）の荷重でかみ合わされて、摩擦力によって結合された。各テストにおいて、“第1"の細片の第１平滑面（たとえば、14に対向する面）は、ハイ−タック感圧接着剤で両面が被覆された１片のテープを用いて、水平取り付け板に固定された。
水平取り付け板は、水平面内の１つの軸に沿って過渡的に移動できるように設計されている。“第2"細片の一端は、試験装置の垂直移動部材に結合され、その結合部分の面は上記取り付け板の水平移動軸に対して、および第２細片の残りの摩擦的に結合された部分に対して、直角となる（図13参照）。取り付け板が移動可能である結果、各計測の過程中において、分離接触面において第２細片の垂直移動部と第１細片の摩擦結合部との間は、90゜の角度が保持された。試験された剥離力は、180度Ｔ−剥離として、知られている。
瞬間剥離力は、垂直位置の関数としてプロットされるが、可動細片が垂直方向に移動されるときに、変動する。この変動は、少なくともある部分は、ミスアライメント角度により分離干渉面の幅が変動することによる。
（１）瞬間ピークすなわち最大値と、（２）分離接触面が本質的に一定である間の期間に渡っての平均との両方が、各ミスアライメント角度θについて二つの別個の運転中に計測された。瞬間ピークと平均値との両方は、インストロンおよび試験装置によって得られるデータを考察した後に、見積もられた。ピークと“時間−平均”値との両方の組は、表Ａに示されるが、最大剥離力は、約7.5゜のミスアライメント角において達成されることを示している。テストの結果は、表Ａ中に要約されており、二つの運転についての“統計的”平均値が、表Ｂ中に記載されている。表Ｂ中のデータは、図12でグラフとして表され、平均剥離力はカーブ“K"で示され、ピーク剥離力はカーブ“J"で、示されている。
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表Ｂは表Ａに示された値の平均値である。
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本発明は、そのいくつかの実施例を参照して説明された。この分野の当業者にとって明らかなように、上記した実施例について、本発明の範囲内で、多くの変形および付加を行なうことが可能である。したがって、本発明の範囲は、本出願中に開示された構成に限定されるべきではなく、請求の範囲の文言により開示された構成およびその構成と均等なものによって限定されるべきである。
【図１】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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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９】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１７】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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