(57)【要約】【課題】一つ又はそれ以上のシート材料でできた平らなセグメントを、追加のファスナを必要とせずに互いに固定するように形成された平面−平面結合を提供する。【解決手段】平面−平面結合は、平らな上面を持つ平らな第１セグメントと、平らな下面を持つ平らな第２セグメントと、平らな第１セグメントにモノリシックに形成された結合構造であって、結合構造は、平らな上面の下に配置された移行ゾーンと、移行ゾーンから上方に平らなセグメントの平面の外に延びる位置合わせゾーンとを含む、結合構造と、結合構造を受け入れるための平らな第２セグメントの穴とを含む。穴は、結合構造の位置合わせゾーンと協働し、平らな下面が上面に当接したとき、第１及び第２の平らなセグメントの相対的位置を位置合わせするように寸法及び形状が定められている。更に、平面−平面結合を形成し使用する方法を開示する。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ又はそれ以上のシート材料でできた平らなセグメントを互いに固定するための平面−平面結合において、
平らな上面を持つ平らな第１セグメントと、
平らな下面を持つ平らな第２セグメントと、
前記平らな第１セグメントにモノリシックに形成された結合構造であって、該結合構造は、前記平らな上面の下に配置された移行ゾーンと、該移行ゾーンから上方に前記平らなセグメントの平面の外に延びる位置合わせゾーンとを含む、結合構造と、
前記結合構造を受け入れるための前記平らな第２セグメントの穴とを含み、該穴は、前記結合構造の前記位置合わせゾーンと協働し、前記平らな下面が前記上面に当接したとき、前記第１及び第２の平らなセグメントの相対的位置を位置合わせするように寸法及び形状が定められている、平面−平面結合。
【請求項２】
請求項１に記載の平面−平面結合において、
前記移行ゾーンは、前記平らな下面を前記平らな上面に当てて配置したとき、前記第２の平らなセグメントと接触しない、平面−平面結合。
【請求項３】
請求項１に記載の平面−平面結合において、
前記結合構造は、前記位置合わせゾーンの上方に延びるテーパゾーンを含み、該テーパゾーンは、前記穴と係合し、前記穴を前記位置合わせゾーンに対して整合するように寸法及び形状が定められている、平面−平面結合。
【請求項４】
請求項３に記載の平面−平面結合において、
前記位置合わせゾーンはチューブ状であり、前記テーパゾーンは截頭円錐形である、平面−平面結合。
【請求項５】
請求項４に記載の平面−平面結合において、
前記テーパゾーンは開放した頂部を有する、平面−平面結合。
【請求項６】
請求項４に記載の平面−平面結合において、
前記結合構造は、前記テーパゾーンの上方に延びる閉鎖した半球状頂部を含む、平面−平面結合。
【請求項７】
請求項４に記載の平面−平面結合において、
前記結合構造は、前記移行ゾーンの上方に閉鎖した半球状頂部を含む、平面−平面結合。
【請求項８】
請求項１に記載の平面−平面結合において、
前記平らな第１セグメント及び前記平らな第２セグメントは、モノリシックに形成されている、平面−平面結合。
【請求項９】
請求項１に記載の平面−平面結合において、
前記結合構造及び前記穴の少なくとも一方が、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工によって形成されている、平面−平面結合。
【請求項１０】
請求項１に記載の平面−平面結合において、
前記結合構造は、前記位置合わせゾーンの上方にテーパゾーンを含み、該テーパゾーンを前記平らな第２セグメントの上面に対して平らにすることによって、前記第１及び第２の平らなセグメントを互いに永久的に固定する、平面−平面結合。
【請求項１１】
請求項１０に記載の平面−平面結合において、
前記テーパゾーンを、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工によって、前記上面に対して平らにする、平面−平面結合。
【請求項１２】
一つ又はそれ以上の平らなセグメントを互いに固定するための方法において、
平らな上面を持つ前記平らな第１セグメントに結合構造をモノリシックに形成する工程であって、前記結合構造は、前記平らな上面の下に配置された移行ゾーンと、前記移行ゾーンから上方に前記平らなセグメントの平面の外に延びる位置合わせゾーンとを含む、工程と、
平らな下面を持つ平らな第２セグメントに穴を形成する工程であって、前記穴は、前記結合構造を受け入れ、前記平らな下面が前記上面に当接したとき、前記結合構造の前記位置合わせゾーンと協働して前記第１及び第２の平らなセグメントの相対的位置を位置合わせするように寸法及び形状が定められている、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、更に、
前記第１及び第２の平らなセグメントを単一のシート材料からモノリシックに形成する工程を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法において、
前記モノリシックに形成する工程及び前記穴を形成する工程のうちの少なくとも一方を、型押しプロセス、パンチプロセス、ロール形成プロセス、又はエンボス加工プロセスのうちの一つの工程によって行う、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法において、
前記モノリシックに形成する工程は、前記位置合わせゾーンの上方に延びるテーパゾーンを形成する工程によって行い、前記テーパゾーンは、前記穴と係合し且つ前記穴を前記位置合わせゾーンに対して整合するように寸法及び形状が定められている、方法。
【請求項１６】
請求項３に記載の方法において、更に、
前記テーパゾーンを前記平らな第２セグメントの上面に当てて平らにする工程と、前記第１及び第２の平らなセグメントを互いに永久的に固定する工程とを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法において、
前記テーパゾーンを前記上面に対し、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工によって平らにする、方法。
【請求項１８】
一つ又はそれ以上のシート材料の平らなセグメントを互いに固定するための結合部において、
平らな第１セグメントと、
穴が設けられた平らな第２セグメントと、
前記平らな第１セグメントに形成された、前記平らな第２セグメントの前記穴を通って延びる結合構造とを含み、
前記結合構造は、前記平らな下セグメントが前記平らな上セグメントと当接するように前記結合構造を変形したとき、前記穴と協働して前記第１及び第２の平らなセグメントをしっかりと固定するように寸法及び形状が定められている、結合部。
【請求項１９】
請求項１８に記載の結合部において、
前記上セグメントは下面を有し、前記下セグメントは上面を有し、前記下面及び前記上面は、前記結合構造を適当に変形したとき、互いに当接する、結合部。
【請求項２０】
請求項１８に記載の結合部において、
前記上セグメント及び前記下セグメントは、単一のシート材料から形成されている、結合部。
【請求項２１】
一つ又はそれ以上のシート材料でできた第１及び第２の平らなセグメントを固定するための方法において、
前記平らな第１セグメントに結合構造を形成する工程と、
前記平らな第２セグメントに穴を形成する工程とを含み、
前記穴は、前記平らな下セグメントが前記平らな上セグメントに当接するように前記結合構造を変形させたとき、前記結合構造を受け入れて前記第１及び第２の平らなセグメントをしっかりと固定するように寸法及び形状が定められている、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、
前記上セグメントは下面を有し、前記下セグメントは上面を有し、前記下面及び前記上面は、前記結合構造を適当に変形したとき、互いに当接する、方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法において、
前記上下のセグメントは、単一の材料シートから形成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、シート材料の平らなセグメントを互いに結合するための方法及び装置に関し、更に詳細には、平らなセグメントを、正確に且つファスナなしで連結するために互いに正確に位置合わせできる結合構造を持つ平面−平面結合に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面的シート材料から立体的構造を形成するために様々な方法を使用できる。例えば、「材料シートを正確に曲げるための方法、スリットシート製造プロセス」という表題の米国特許第６，８７７，３４９号、及び「材料シートを正確に曲げるための方法及びそのためのスリットシート」という表題の米国特許第６，４８１，２５９号（これらの特許は、両方とも、本発明の譲受人である産業折り紙ＬＬＣ社の特許である）には、立体的構造を形成するため、折り目線に沿ったシート材料の曲げ又は折り曲げを正確に制御するための装置及び方法が非常に詳細に記載されている。シート材料には、所望の折り目線に沿って複数の折り畳み構造が設けられている。シートを、非常に正確に制御できるように、折り目線に沿って折り畳むことによって折り畳み構造を提供する。折り畳み構造は、代表的には、スリット、溝、又はディスプレースメント(displacement)であり、シートの折り畳みを正確に制御する間隔が隔てられた曲げストラップ又は折り畳みストラップを形成するように所望の折り目線の交互の側に位置決めされている。上掲の特許に記載のシート材料は、コンピュータ用電子部品シャシー、電気ボックス、オーディオ受信器、テレビ、ＤＶＤプレイヤー、電話、無線通信デバイス、車輛、構造物、航空宇宙用、パッケージング用、電気機器用、産業用、金属、及び他のエレクトロニクスと関連していない商品を含むがこれらに限定されない立体的構造を提供するのに使用してもよい。
【０００３】
幾つかの場合では上掲の特許の折り畳んだシートは、これらのシートの幾つかの部分を折り畳んで重なった関係にした後に互いに結合し、結果的に形成された構造が崩れないように安定させる立体的構造を形成するのに使用されてきた。折り畳んだシートの重なった部分を互いに固定するための上述の技術は、用途に応じて大幅に変化するが、多くの場合、これらの重なった部分は、ねじ、リベット、ナット及びボルト、及び他の機械的ファスナ等の標準的な機械的ファスナを使用して互いに結合されるに過ぎない。こうした機械的ファスナは、重なった部分を互いに固定する上で非常に効果的であるが、構造を形成する上で必要とされる部品の数を増大してしまう。更に、このような機械的ファスナは、全体として、構造の形成に必要とされる時間、労力、及び／又は費用が増えてしまう。例えば、対応する組み立て穴を形成しなければならず、ファスナを組み立て穴と整合させてこれらの穴に挿入しなければならず、ファスナを締結しなければならない。
【０００４】
シート材料の重なった部分を互いに結合するための周知のこの他の手段には、溶接、鑞付け、及び接着剤が含まれる。こうした場合でも、これらの手段は、重なったシート材料を互いに固定する上で極めて有効であるが、こうした手段もまた、必要とされる時間、労力、及び／又は費用を増大してしまう。例えば、溶接を行うには、熟練した労働力及び／又は高価で複雑な自動溶接機を使用することが必要とされる。こうした手段の一つの大きな問題点は、重なり部分の位置合わせである。即ち他の追加の手段によって、一つの重なり部分を他の重なり部分に関して正確に整合しなければならない。重なり部分が溶接や鑞付け等で固定されるまで、これらの重なり部分を、例えばクランプやジグを使用して互いに対して一時的に整合し、固定しなければならないのである。
【０００５】
重なったシート材料を、標準的な機械的ファスナを使用せずに結合できる他の方法が案出されてきたが、このような方法もまた、シートを互いに固定する前に、重なったシートを互いに位置合わせするための追加の手段を必要とする。例えば、ラップに付与された米国特許第４，７６０，６３４号には、薄いプレートを連結する方法が開示されている。しかしながらラップの特許には、プレートを互いにスエージ加工する前に、薄いプレートを互いに位置合わせするスエージ連結部と隣接して、薄いプレートに設けられる手段は開示されていない。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，８７７，３４９号
【特許文献２】米国特許第６，４８１，３５９号
【特許文献３】米国特許第４，７６０，６３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シート材料の平らなセグメントをファスナなしで及び自動位置合わせで結合できるように、シート材料の平らなセグメントを結合する装置及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの特徴は、一つ又はそれ以上のシート材料でできた平らなセグメントを互いに固定するための平面−平面結合に関する。平面−平面結合は、平らな上面を持つ平らな第１セグメントと、平らな下面を持つ平らな第２セグメントと、平らな第１セグメントにモノリシックに形成された結合構造とを含む。この結合構造は、平らな上面の下に配置された移行ゾーンと、移行ゾーンから上方に平らなセグメントの平面の外に延びる位置合わせゾーンとを含む。平面−平面結合は、更に、結合構造を受け入れるための貫通穴が設けられた平らな第２セグメントを含む。この穴は、結合構造の位置合わせゾーンと協働し、平らな第２セグメントの平らな下面が平らな第１セグメントの上面に当接したとき、第１及び第２の平らなセグメントの相対的位置を位置合わせするように寸法及び形状が定められている。
【０００９】
好ましくは、移行ゾーンは、平らな下面を平らな上面に当てて配置したとき、第２の平らなセグメントと接触しない。結合構造は、位置合わせゾーンの上方に延びるテーパゾーンを含んでいてもよく、テーパゾーンは、穴と係合し、穴を位置合わせゾーンに対して整合するように寸法及び形状が定められている。位置合わせゾーンはチューブ状であってもよく、テーパゾーンは截頭円錐形であってもよい。テーパゾーンは開放した頂部を備えていてもよい。結合構造は、テーパゾーンの上方に及び／又は移行ゾーンの上方に延びる閉鎖した半球状頂部を備えていてもよい。平らな第１セグメント及び平らな第２セグメントは、モノリシックに形成されていてもよい。好ましくは、結合構造及び穴の少なくとも一方が、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工によって形成されている。結合構造は、位置合わせゾーンの上方にテーパゾーンを含んでいてもよく、テーパゾーンを平らな第２セグメントの上面に対して平らにすることによって、第１及び第２の平らなセグメントを互いにしっかりと及び／又は永久的に固定してもよい。テーパゾーンを、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工によって、上面に対して平らにしてもよい。
【００１０】
本発明の別の特徴は、一つ又はそれ以上の平らなセグメントを互いに固定するための方法に関する。この方法は、平らな上面を持つ平らな第１セグメントに結合構造をモノリシックに形成する工程を含む。結合構造は、平らな上面の下に配置された移行ゾーンと、移行ゾーンから上方に平らなセグメントの平面の外に延びる位置合わせゾーンとを含む。本方法は、更に、平らな下面を持つ平らな第２セグメントに穴を形成する工程を含み、穴は、結合構造を受け入れ、第２セグメントの平らな下面が上面に当接したとき、結合構造の位置合わせゾーンと協働して第１及び第２の平らなセグメントの相対的位置を位置合わせするように寸法及び形状が定められている。
【００１１】
方法は、更に、第１及び第２の平らなセグメントを単一のシート材料からモノリシックに形成する工程を含んでいてもよい。モノリシックに形成する工程及び穴を形成する工程のうちの少なくとも一方を、型押しプロセス、パンチプロセス、ロール形成プロセス、又はエンボス加工プロセスのうちの一つの工程によって行ってもよい。モノリシックに形成する工程は、位置合わせゾーンの上方に延びるテーパゾーンを形成する工程によって行ってもよい。テーパゾーンは、穴と係合し且つ穴を位置合わせゾーンに対して整合するように寸法及び形状が定められていてもよい。方法は、更に、テーパゾーンを平らな第２セグメントの上面に当てて平らにする工程と、第１及び第２の平らなセグメントを互いに永久的に固定する工程を含んでいてもよい。テーパゾーンを、平らな第２セグメントの上面に対し、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工によって平らにしてもよい。  本発明の平らなシートを結合するための方法及びこれを行うためのシートのこの他の特徴及び利点は、本願に組み込まれており且つ本願の一部を形成する添付図面を参照してなされた、本発明の詳細な説明から明らかになる。添付図面及び以下の説明は、本発明の原理の説明に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施例を以下に詳細に説明する。本発明の例は、添付図面に示してある。本発明を好ましい実施例と関連して説明するが、これは、本発明をこれらの実施例に限定しようとするものではないということは理解されよう。逆に、本発明は、特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲内に含まれる変形、変更、及び等価物を含もうとするものである。
【００１３】
譲受人の以下の米国特許出願及び米国特許には、シート材料を曲げたり折り曲げたりして立体的構造を形成するための多くの装置及び方法が詳細に記載されている。即ち、「シート材料でアングル及び閉鎖体を形成するための方法及びこの方法を実施するためのシート」という表題の米国特許出願第６０／７２０，４１７号、「スリットが設けられたシート材料を曲げることによって形成した構造の耐疲労性を向上するための方法及びこの方法によって形成した製品」という表題の米国特許出願第１１／１８０，３９８号、「曲げ制御ディスプレースメントを持つシート材料を形成するための方法及び工具」という表題の米国特許出願第６０／６８２，０５７号、「精密に折り畳んだ高強度の耐疲労性構造及びそのためのシート」という表題の米国特許出願第６０／６６３，３９２号、「曲げ制御ディスプレースメントを持つ材料及びその形成方法」という表題の米国特許出願第１１／０８０，２８８号、「折り畳んだシート材料の縁部を接合して立体的構造を形成するための装置及び方法」という表題の米国特許出願第６０／６５４，５４５号、「曲げ制御構造を材料シートに形成するプロセス、これによって得られたシート、及びそのためのダイセット」という表題の米国特許出願第１０／９８５，３７３号（現在、ＵＳ  ２００５−００６１０４９Ａ１）、「材料シートを精密に曲げるための方法、スリットシート製造プロセス」という表題の米国特許出願第１０／９５２，３５７号（現在、ＵＳ  ２００５−００６４１３８Ａ１）、「曲げ線に亘って連続したウェブを形成する曲げ制御溝を持つシート材料及びその形成方法」という表題の米国特許出願第１０／９３１，６１５号（現在、ＵＳ  ２００５−００９７９３７Ａ１）、「スリットシート材料を曲げることによって形成した構造の疲労抵抗を増大するための方法、及びこの方法によって得られた製品」という表題の米国特許出願第６０／５８７，４７０号）、「精密に折り畳んだ高強度の耐疲労性構造及びそのためのシート」という表題の米国特許出願第１０／８６１，７２６号（現在、ＵＳ  ２００５−０１２６１１０Ａ１）、「シート材料の折り目線の設計方法」という表題の米国特許出願第１０／８２１，８１８号（現在、ＵＳ  ２００５−０００５６７０Ａ１）、「曲げ制御ディスプレースメントを持つシート材料及びその形成方法」という表題の米国特許出願第１０／７９５，０７７号（現在、ＵＳ  ２００５−０２０６１５２Ａ１）、「精密に折り畳んだ高強度の耐疲労性構造を設計し製造する技術及びそのためのシート」という表題の米国特許出願第１０／６７２，７６６号（現在、ＵＳ  ２００５−０１３４２５０Ａ１）、「材料シートを精密に曲げるための方法、スリットシート製造プロセス」という表題の米国特許第６，８７７，３４９号、及び「材料シートを精密に曲げるための方法及びそのためのスリットシート」という表題の米国特許第６，４８１，２５９号。本譲受人の上掲の特許及び特許出願に開示された全ての内容は、出典を明示することにより、本明細書の開示の一部とされる。
【００１４】
次に、添付図面を参照すると、様々な図面に亘り、同様の構成要素には、同様の参照番号が付してある。図１及び図３を参照すると、これらの図には、平面的材料シートから本発明に従って形成した立体的ブラケットが示してある。ブラケットには、全体に参照番号３０が付してある。例示の実施例はブラケットアッセンブリであるが、コンピュータ用電子部品シャシー、電気ボックス、オーディオ受信器、テレビ、ＤＶＤプレイヤー、電話、無線通信デバイス、車輛、構造物、航空宇宙用、パッケージング用、電気機器用、産業用、金属、及び他のエレクトロニクスと関連していない商品を含むがこれらに限定されない多くの立体的構造を本発明に従って形成してもよい。
【００１５】
例示の実施例では、ブラケットは、平らな第１下セグメント３５を持つ第１下材料シート３３と、平らな第２上セグメント３９を持つ第２上材料シート３７とを含む。平らな上セグメント及び下セグメントは、平面−平面結合４２によってしっかりと相互連結されている。例示の実施例では、第２シートは、実質的に垂直な追加の平らなセグメント４４を含む。隣接した平らなセグメント３９及び４４は、折り目線４６によって分けられる。折り目線４６は、上文中で引用し、本明細書の開示の一部とした本出願人の特許及び現在継続中の特許出願に記載された様々な方法によって形成した、一つ又はそれ以上の曲げ制御構造４８が集まって形成されたものである。シート材料の折り畳みを正確に制御する曲げ制御構造及び他の原理は、本譲受人の上掲特許及び特許出願に更に詳細に記載されている。
【００１６】
例示の実施例では、シートは１８ゲージのシート鋼である。しかしながら、他の金属、複合材料、及びプラスチックを含む様々な材料でできた他のシート材料、並びに他のゲージを本発明に従って使用してもよいということは理解されよう。例えば、１６ゲージのシート材料、１８ゲージのシート材料、２０ゲージのシート材料、又は比較的薄いシート材料又は比較的厚いシート材料、及び他の適当な厚さのシート材料を使用してもよい。更に、ステンレス鋼、アルミニウム、及び他の適当な金属及び合金を含むがこれらに限定されない他のシート材料及び平らな部材を使用してもよい。更に、複合材料、プラスチック、マグネシウム、及び他の適当な材料を含むがこれらに限定されない他の材料を使用してもよいということは当業者には理解されよう。
【００１７】
更に、材料は同じ材料又は厚さでなくてもよいということは理解されよう。例えば、以下に論じる結合構造を含む平らな下部材は、金属及び／又は他の延性材料及び展性材料で形成されていてもよい。平らな上部材は、穴を受け入れることができる、金属、プラスチック、セラミック、及び他の適当な材料を含む任意の材料で形成されていてもよい。例えば、平らな下部材は、必ずしも同じ厚さでなくてもよい。例えば、平らな下部材は、１６ゲージのアルミニウムで形成されていてもよく、平らな上部材は、下文で明らかになるように、結合構造が、平らな上部材の穴を通って延びるのに十分な高さを備えている場合には、インチ厚のプラスチックで形成されていてもよい。
【００１８】
図３を参照すると、下シートの平らな第１セグメント３５は、平らな上面５３を越えて平面の外に主に上方に延びる結合構造５１を含む。この結合構造５１は、平らな上セグメント３９を平らな下セグメント３５に置いたとき、平らな上セグメント３９の平らな下面５５よりも上方に延びる。
【００１９】
結合構造は、平らな上セグメント３９と直接接触しないように形状及び寸法が定められた移行ゾーン５７を含む。例示の実施例では、移行ゾーンは、平らな上セグメントと直接接触しない環状領域である。好ましくは、移行ゾーンは、下文で明らかになるように、平らな下セグメントの上面５３が平らな上セグメントの下面５５と当接しないように、及びかくして組み立て中に上下のセグメントの適正な位置合わせの邪魔にならないように、平らな下セグメントの上面５３から下方にずらされている。別の態様では、移行ゾーンは、型押し、パンチ加工、又は他の適当な手段によって形成した凹んだスエージ加工した窪みを含んでいてもよい。
【００２０】
結合構造は、更に、移行ゾーンから上方に平らな下セグメント３５の平面の外に延びる位置合わせゾーン６０を含む。例示の実施例では、位置合わせゾーンは、平らな下セグメント３５に対して実質的に垂直に延びるチューブ状領域である。好ましくは、位置合わせゾーンは、平らな上セグメント３９の厚さよりも大きい所定距離上方に延びる。これもまた、下文で明らかになる。
【００２１】
平らな上セグメント３９には、結合構造５１を受け入れるための穴６２が設けられている。この穴は、平らな下面が上面と当接するとき、結合構造の位置合わせゾーンと協働して上下の平らなセグメントの相対的位置を正確に位置合わせするように、即ち上下の平らなセグメントの相対的位置を正確に整合するように寸法及び形状が定められた内壁６４を有する。好ましくは、位置合わせゾーン６０の外径は、穴６２の内径と実質的に等しく、好ましくは、許容差は、約１．２７ｍｍ（約０．０５０インチ）又はそれよりも小さく、更に好ましくは、０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）又はそれよりも小さく、最も好ましくは、０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）又はそれよりも小さい。例示の実施例では、穴及び内壁は実質的に円筒形形状であり、平らな上セグメントに対して実質的に垂直に延びる。
【００２２】
位置合わせゾーン６０及び穴６２は、好ましくは円形であり、位置合わせゾーン及び穴は、楕円形形状、長円形形状、実質的に三角形形状、正方形形状又は矩形形状、及び／又は他の適当な形状、を含むがこれらの形状に限定されないこの他の幾何学的形状を備えていてもよいということは理解されよう。同様に、移行ゾーン及び穴は、好ましくは、これらが設けられた平らなセグメントに対して実質的に垂直であるが、平らなセグメントに対して必ずしも垂直でなくてもよく、平らなセグメントに対して斜めに延びていてもよい。本発明によれば、位置合わせゾーン及び穴は、平らなセグメント間を正確に位置合わせするように相補的形状及び寸法を備えていなければならない。
【００２３】
結合構造は、更に、位置合わせゾーン６０の上方に延びる狭幅テーパゾーン６６を含む。テーパゾーンは、結合部の組み立て時に、詳細には平らな上セグメントを平らな下セグメントと接触させるとき、穴６２の内壁を位置合わせゾーンと整合するように形成されている。例示の実施例では、テーパゾーンは截頭円錐形であり、位置合わせゾーンから遠ざかる方向に延びており、閉鎖した半球状頂部７１で終端する狭幅端部６９を有する。テーパゾーン及び閉鎖した頂部は、上文中に論じたように変化させてもよい穴及び位置合わせゾーンの形状に応じて、その他の形状をとってもよい。
【００２４】
次に図３を参照すると、シート材料製の平らなセグメントの夫々に、結合構造５１及び／又は結合穴６２を、型押し、パンチ加工、ロール形成、エンボス加工、及び他の適当な手段を含む様々なプロセスを使用して形成してもよい。結合構造を形成するため、例えば、パンチダイ７３又は他の適当な工具を使用してもよい。好ましくは、結合構造及び／又は結合穴は、上述の曲げ制御構造４８と同時に形成される。例えば、結合構造及び／又は結合穴を、型押し、パンチ加工、ロール形成、エンボス加工、及び／又は本譲受人の上掲の特許及び特許出願に記載された曲げ制御構造と同様の他の適当な手段によって、曲げ制御構造と同時に形成してもよい。一つ又はそれ以上の組をなした結合構造及び結合穴を、型押し、パンチ加工、又は他の方法で、夫々の平らなセグメントに形成してもよい。
【００２５】
例示の実施例では、結合構造及び結合穴は、曲げ制御構造と同時に形成される。このような同時形成は、結合構造と結合穴との間の製造許容差を小さくするのに役立ち、結合構造及び結合穴と曲げ制御構造との間の製造許容差を小さくするのに役立つ。しかしながら、結合構造及び結合穴を曲げ制御構造とは別個に形成してもよいということは、当業者には理解されよう。例えば、結合構造及び／又は結合穴は、曲げ制御構造の以前に又は以後に同様の手段で又は異なる手段で形成してもよい。例えば、曲げ制御構造を型押しで形成してもよく、結合構造及び／又は結合穴をパンチ加工してもよい。結合構造及び／又は結合穴の形成を別個に行ってもよいということは当業者には理解されよう。
【００２６】
本発明による平面−平面結合４２を使用する方法を以下に説明する。次に図３を参照すると、結合構造５１を穴６２と整合し、結合構造のテーパゾーン５５を穴に挿入する。結合構造が穴を貫通するため、テーパゾーンの外面が穴の内壁６４と接触し、結合構造を穴に関して整合し中心決めするのに役立つ。結合構造は穴を貫通し続け、位置合わせゾーン６０が穴の内壁と係合し、上下の平らなセグメント３５及び３９を正確に位置合わせする。詳細には、位置合わせゾーン６０と内壁６４との間の許容差が小さいため、上下の平らなセグメント間の遊隙を、あったとしても非常に小さくできる。
【００２７】
移行ゾーン５７が平らな下セグメントの上面５３から下方にずらしてあるため、内壁６４の下縁部が下方に障害なく移動し、及びかくして平らな上セグメント３９の下面５５を平らな下セグメント３５の上面５３に直接載止できる。このような形状により、有利には、結合構造と穴との間の許容差を大きくする必要をなくし、及びかくして位置合わせを更に正確に行うことができる。
【００２８】
上下のセグメントが適正に位置合わせされた後、即ち互いに整合し且つ平らな上セグメントの下面５５が平らな下セグメントの上面５３に当接した後、結合構造を変形させることにより、別個のファスナ又はファスニング手段を必要とせずに、平らなセグメントを互いに取り付けることができる。詳細には、テーパゾーン６６、及び平らな上セグメント３９の上方に延びる位置合わせゾーンの任意の部分を、平らな上セグメントの上面に対して平らにし、かくして平らなセグメントを互いに永久的に取り付ける。テーパゾーンを、型押し、パンチ加工、ロール形成、又はエンボス加工又は他の適当な手段によって、上面に対して平らにしてもよい。例えば、パンチダイ７３’又は他の適当な工具を使用してテーパゾーンを平らにしてもよい。
【００２９】
本発明の別の実施例では、平面−平面結合４２ａは、上文中に説明した平面−平面結合４２と同様であるが、図５に示すように、開放した結合構造５１ａが設けられている。平面−平面結合４２の平面−平面結合４２ａと同様の構成要素を説明する上で同様の参照番号を使用した。この実施例では、結合構造５１ａは、開放頂部７５を持つテーパゾーン６６ａを有する。作動及び使用にあたっては、結合構造５１ａは、上文中に論じた結合構造５１と実質的に同様に使用される。
【００３０】
本発明の別の実施例では、平面−平面結合４２ｂは、上文中に説明した平面−平面結合４２及び４２ａと同様であるが、図９に示すように、平らな下セグメント３５ｂ及び平らな上セグメント３９ｂの両方が単一の材料シート７７に形成されている。この場合も、平面−平面結合４２、４２ａ、及び４２ｂの同様の構成要素には同様の参照番号が付してある。この実施例では、単一の材料シートからモノリシックに形成された上下の平らなセグメント３５ｂ及び３９ｂの夫々に結合構造５１ｂ及び結合穴が形成されている。作動及び使用では、結合構造５１ｂは、二つの別々の材料シートを固定するのなく、単一の材料シート７７の二つの端部を、曲げ制御構造４８ｂを使用して、折り目線４６ｂに沿って折り畳み、互いに重ねた後、互いに固定すること除き、上文中に論じた結合構造と実質的に同じ方法で使用される。
【００３１】
本発明の更に別の実施例では、平面−平面結合４２ｃは、上文中に説明した平面−平面結合と同様であるが、図１０に示すように、上下の平らなセグメント３５ｃ及び３９ｃの夫々に結合構造５１ｃ及び結合穴６２ｃの多数の組が設けられている。この実施例でもまた、平面−平面結合４２、４２ａ、及び４２ｂの構成要素と同様の構成要素に同様の参照番号が付してある。この実施例では、多数の結合構造５１ｃ及び対応する数の結合穴が上下の平らなセグメント３５ｃ及び３９ｃに形成されている。作動及び使用では、複数の結合構造を対応する穴に挿入した後、結合構造を変形して平らなセグメントを互いに固定することを除き、上文中に論じた結合部と実質的に同様の方法で結合部ｃを使用する。
【００３２】
次に図１１Ａ乃至図１１Ｄを参照すると、本発明の別の実施例は、上文中に説明した平面−平面結合と同様であるが、下シートの移行ゾーンの代りに、上シート３７ｄに面取りを施した穴８０が設けられた平面−平面結合４２ｄを含む。上文中に説明した平面−平面結合と同様に、平面−平面結合４２ｄの同様の構成要素には同様の参照番号が付してある。詳細には、穴の下縁部には、図１１Ａに示すように、平らな下セグメント３５ｄと位置合わせゾーン６０ｄとの間で生じる変形を吸収する寸法及び形状の面取りが設けられている。この実施例では、結合構造５１ｄは実質的に半球状のバルブ８２であり、上文中に論じたテーパゾーン及び頂部と同様に機能する。しかしながら、テーパゾーンを使用してもよいということは当業者には理解されよう。
【００３３】
上文中に論じた位置合わせゾーンの場合と同様に、位置合わせゾーン６０ｄは、穴の最小直径と実質的に等しく、実質的に円筒形形状であり、平らな下セグメントに対して実質的に垂直に延びる。位置合わせゾーン６０ｄの寸法及び形状により、面取りを施した穴の内壁６４ｄを位置合わせゾーンと接触させることができ、上シートを下シートに適用したとき、図１１Ｂに示すように、上シートを下シートに関して適正に位置決め即ち位置合わせする。更に、位置合わせゾーンは、上下のシート間に適正な整合を維持する。これは、図１１Ｄに示すように結合を完了したとき、図１１Ｃに示すように上面５３ｄ及び下面５５ｄにより正確に整合できるためである。かくして、作動及び使用では、結合構造５１ｄは、上文中に論じた結合構造と実質的に同様の方法で使用される。
【００３４】
図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃでわかるように、本発明の位置合わせゾーンは、二つの平らな面を互いに関して割り送りする上で特に有利である。更に、図１０を参照すると、二つの平らな面を割り送りし整合する上で、位置合わせゾーンを持つ二つ又はそれ以上の結合構造を設けるのが特に有利である。従って、下シートの結合構造が上シートに固着されようとされまいと、本発明に従って二つ又はそれ以上の平らなシートの割り送り及び／又は整合を行うのに位置合わせゾーンを使用してもよいということは理解されよう。このような場合には、平らな部材を互いに固定する上で、この他のファスニング手段を使用してもよいということは理解されよう。例えば、接着剤、リベット等の機械的ファスナ、及び他の適当なファスニング手段を、結合構造の代りに、又は結合構造に加えて使用し、平らな部材を互いに取り付けてもよい。
【００３５】
本発明の更に別の実施例は、上文中に説明したのと同様であるが、パンチ穴８４が設けられた平面−平面結合４２ｅを含む。上文中に説明した平面−平面結合と同様の平面−平面結合４２ｅの構成要素を説明するのに同様の参照番号を使用した。この実施例では、穴の下縁には、パンチ加工、型押し、ロール形成、及び／又は他の適当な手段によって、隅肉８７が形成されている。隅肉は、図１２Ａに示すように、平らな下セグメント３５ｅと位置合わせゾーン６０ｅとの間で生じる変形を吸収するための隙間を提供する。この実施例では、結合構造５１ｅもまた、実質的に半球状のバルブ８９ｅを有する。しかしながらテーパゾーンを使用してもよいということは当業者には理解されよう。
【００３６】
この場合も、位置合わせゾーン６０ｅは、穴の最小直径と実質的に等しく、平らな下セグメントに対して実質的に垂直に延びる。好ましくは、隅肉の半径は、平らな下セグメント３５ｅと位置合わせゾーン６０ｅとの相互連結により結果的に変形する部分の半径と実質的に等しいが、この半径よりも僅かに大きく、そのため、上シートを適用したとき、図１２Ｂに示すように、パンチ穴の内壁６４ｅが位置合わせゾーンと接触し、上シートを下シートに関して適正に位置決めする。更に、位置合わせゾーンにより、下面５５ｅが上面５３ｅと当接するとき、図１２Ｃに示すように、上下のシート間に適正な整合を維持し、結合が完了したとき、図１２Ｄに示すように、正確に整合できる。かくして、作動及び使用では、結合構造５１ｅは、上文中に論じた結合構造と実質的に同様に使用される。
【００３７】
図１３Ａに示す更に別の実施例では、平面−平面結合４２ｆはフレア状穴９１を含む。このフレア状穴もまた、パンチ加工、型押し、ロール形成、及び／又は他の適当な手段で形成されてもよい。フレア状穴は、図１３Ｃに示すように、更に、平らな下セグメント３５ｆと位置合わせゾーン６０ｆとの間で生じる変形に対し、適正な隙間を提供する隅肉８７ｆを含む。この実施例では、結合構造５１ｆは開放した直径７５ｆを有するが、テーパゾーンを持つ又は持たない閉鎖直径を使用してもよいということは当業者には理解されよう。作動及び使用では、結合構造５１ｆを、上文中に論じた結合構造と実施例同じ方法で使用する。
【００３８】
次に図１４を参照し、本発明の平面−平面結合を使用して立体的コーナーを取り付ける方法の別の実施例を例示する。平面−平面結合４２ｇは、一枚のシート７７ｇを垂直折り目線４６ｇを中心として折り畳み、側壁を形成することを除き、上文中に論じた結合部４２ａと実施例と実質的に同じである。第１側壁９３は、結合構造５１ｇを持つ平らな下セグメント３５ｇとして役立ち、第２側壁９６は、対応する穴を持つ平らな第２セグメント３９ｇとして役立つタブ部分９８を含む。図１４でわかるように、平面−平面結合４２ｇは、立体的コーナーを固定する簡単でファスナのない手段を提供する。結合部４２ｇを組み立てて固定する方法は、上文中に説明したのと同じである。
【００３９】
図１４を引き続いて参照すると、タブ部分を第１側壁９３の外側（図１４参照）に配置してもよいし、内側に配置してもよいということは理解されよう。
【００４０】
本発明の平面−平面結合は、本譲受人の曲げ制御構造の折り目線とともに使用するのに特に適しているが、本発明の平面−平面結合は、プレスブレーキ及び他の従来の折り畳みデバイス等の他の適当な手段によって形成した折り目線とともに使用してもよいということは理解されよう。従って、折り目線４６ｇは、本出願人の曲げ制御ディスプレースメントを含むが必ずしも含んでいなくてもよいということは当業者には理解されよう。
【００４１】
説明を便利に行うため、及び正確に定義するため、特許請求の範囲では、「上」又は「下」、「内側」及び「外側」という用語は、本発明の特徴を、添付図面に示すこれらの特徴の位置に関して説明するのに使用される。
【００４２】
多くの点に関し、様々な図における変更は、先行する変形例と類似しており、対応する部品の参照番号の後に添え字「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」、及び「ｇ」が付してある。
【００４３】
本発明の特定の実施例の以上の説明は、例示及び説明を目的としたものである。これらは、網羅的であろうとするものでも、本発明を開示の正確な形態に限定しようとするものでもなく、明らかに、以上の教示に照らして多くの変形及び変更を行うことができる。実施例は、本発明の原理及びその実際上の適用を最もよく説明するために選択されたものであり、そのように説明がなされた。これにより、他の当業者は、本発明及び様々な実施例を、考えられた特定の使用に適するように様々に変更して最もよく使用できる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、二枚のシート材料セグメントの本発明による平面−平面結合の、結合前の斜視図である。
【図２】図２は、図１の平面−平面結合の、結合後の斜視図である。
【図３】図３は、図１の３−３線に沿った、結合前の図１の平面−平面結合の断面図である。
【図４】図４は、図２の４−４線に沿った、結合後の図２の平面−平面結合の断面図である。
【図５】図５は、本発明による別の平面−平面結合の、図１と同様の結合前の断面図である。
【図６】図６は、図５の平面−平面結合の結合後の断面図である。
【図７】図７は、図５の平面−平面結合の斜視図である。
【図８】図８は、図６の平面−平面結合の斜視図である。
【図９】図９は、単一のシート材料で形成された二枚の平らなシート材料セグメントを図１の平面−平面結合を使用して取り付けることによって形成した立体的構造の斜視図である。
【図１０】図１０は、単一のシート材料で形成された二枚の平らなシート材料セグメントを図５の平面−平面結合を使用して取り付けることによって形成した立体的構造の斜視図である。
【００４５】
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明による別の平面−平面結合の、結合前の図１と同様の断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明による別の平面−平面結合の、初期位置合わせ中であるが結合前の図１と同様の断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明による別の平面−平面結合の、初期位置合わせ後であるが結合前の図１と同様の断面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、本発明による別の平面−平面結合の、結合後の図１と同様の断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明による更に別の平面−平面結合の、結合前の図１と同様の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明による更に別の平面−平面結合の、初期位置合わせ中であるが結合前の図１と同様の断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、本発明による更に別の平面−平面結合の、初期位置合わせ後であるが結合前の図１と同様の断面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、本発明による更に別の平面−平面結合の、結合後の図１と同様の断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明による他の平面−平面結合の、結合前の図１と同様の断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明による他の平面−平面結合の、初期位置合わせ中であるが結合前の図１と同様の断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本発明による他の平面−平面結合の、初期位置合わせ後であるが結合前の図１と同様の断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、本発明による他の平面−平面結合の、結合後の図１と同様の断面図である。
【図１４】図１４は、図５の平面−平面結合を使用して単一のシート材料で形成された二つの平らなシート材料セグメントによって形成された別の立体的コーナー構造の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
３３  第１下材料シート
３５  平らな第１下セグメント
３７  第２上材料シート
３９  平らな第２上セグメント
４４  追加の平らなセグメント
４６  折り目線
４８  曲げ制御構造
５１  結合構造
５３  上面
５７  移行ゾーン
５５  下面
６０  位置合わせゾーン
【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】
2009521654.tif 000007
【図７】
2009521654.tif 000008
【図８】
2009521654.tif 000009
【図９】
2009521654.tif 000010
【図１０】
2009521654.tif 000011
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2009521654.tif 000013
【図１１Ｃ】
2009521654.tif 000014
【図１１Ｄ】
2009521654.tif 000015
【図１２Ａ】
2009521654.tif 000016
【図１２Ｂ】
2009521654.tif 000017
【図１２Ｃ】
2009521654.tif 000018
【図１２Ｄ】
2009521654.tif 000019
【図１３Ａ】
2009521654.tif 000020
【図１３Ｂ】
2009521654.tif 000021
【図１３Ｃ】
2009521654.tif 000022
【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2009521654.tif 000025