(57)【要約】【課題】シート材料の縁部のファスナが不要（ファスナフリー）で、高強度および低コストのジョインダが得られる方法でシート材料を正確に折曲げることができる装置および方法を提供することにある。【解決手段】３次元構造体に折曲げられるように形成されたシート材料。シート材料には、鳩尾状構造のようなジョインダ構造およびスリット、溝または変位部のような複数の折曲げ構造が形成されている。これらのジョインダ構造および折曲げ構造は、ジョインダ構造を相互ロックする相互係合部に折曲げる態様でシート材料の折曲げをコントロールする。また、シート材料は、シート材料の展開を防止する保持折曲げ部または保持変形部等の保持構造を有している。シート材料の両縁部をファスナフリーで一体結合し、３次元構造体を形成する方法も開示する。【選択図】図１
2008529806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元構造体に曲げすなわち折曲げることができるように形成されたシート材料において、
縁部および該縁部に近接して配置された、前記縁部を一体結合すべく形成されたジョインダ構造を備えたシート材料と、
複数の所望折曲げ線に沿ってシート材料に形成された複数の形状コントロール折曲げ構造とを有し、該折曲げ構造は、シート材料を所望形状の３次元構造体に折曲げることができるように配置され、形状コントロール折曲げ構造は、シート材料が折曲げられるときに、ジョインダ構造を結合のための整合状態に一体に配置させる形状を有し、
シート材料には更に、ジョインダ構造および縁部を一体に保持するように形成された少なくとも１つの保持構造が形成されていることを特徴とするシート材料。
【請求項２】
前記ジョインダ構造は、自由縁部に形成されかつ自由縁部を分離しないように相互ロックできることを特徴とする請求項１記載のシート材料。
【請求項３】
前記ジョインダ構造は自由縁部の鳩尾状構造を係合させることにより形成され、鳩尾状構造は共通平面内で相互ロックすることを特徴とする請求項２記載のシート材料。
【請求項４】
前記保持構造は、シート材料を共通平面から外れさせる折曲げを形成する保持折曲げ線に沿うシート材料の折曲げを行うべく形成された保持折曲げ構造により形成されることを特徴とする請求項３記載のシート材料。
【請求項５】
前記シート材料には更に、保持折曲げ線に沿うシート材料の展開を妨げることができるキーパ組立体が形成されていることを特徴とする請求項４記載のシート材料。
【請求項６】
前記キーパ組立体は、展開を防止するように配置されたタブおよびこの係合開口により形成されることを特徴とする請求項５記載のシート材料。
【請求項７】
前記形状コントロール折曲げ構造は、所望の折曲げ線を斜めに横切って延びる中心線を有する、互いに間隔を隔てた複数の折曲げストラップを形成するスリット、溝および変位部の１つにより形成されることを特徴とする請求項２記載のシート材料。
【請求項８】
前記保持折曲げ構造は、所望の保持折曲げ線を斜めに横切って延びる中心線を有する、互いに間隔を隔てた複数の折曲げストラップを形成するスリット、溝および変位部の１つにより形成されることを特徴とする請求項４記載のシート材料。
【請求項９】
前記形状コントロール折曲げ構造および保持折曲げ構造はスリットであり、
前記ジョインダ構造は、共通平面内にあるときに、縁部を分離しないように相互ロックすべく縁部に形成された鳩尾状構造であり、
前記保持折曲げ構造は、シート材料を共通平面から外れさせるように、自由縁部に近接して配置された保持折曲げ線に沿う折曲げを形成すべく配置され、
前記キーパ組立体は、シート材料の縁部の少なくとも１つの突出部と、該突出部を受入れることができる寸法を有しかつシート材料が保持折曲げ線に沿って展開することを防止すべく配置された突出部の係合開口とにより形成されていることを特徴とする請求項８記載のシート材料。
【請求項１０】
前記キーパ組立体は、シート材料の２つの各縁部の突出部により形成され、前記開口は前記２つの突出部を受入れる寸法を有する開口であることを特徴とする請求項９記載のシート材料。
【請求項１１】
前記形状コントロール折曲げ構造は、シート材料を充分に正確に折曲げることができるように形成され、自由縁部に近接したジョインダ構造の位置を、ジョインダに正確に整合させることを特徴とする請求項１記載のシート材料。
【請求項１２】
前記形状コントロール折曲げ構造は、折曲げ線を斜めに横切って延びる中心線を有する、互いに間隔を隔てた折曲げストラップを形成するスリット、溝および変位部の１つであることを特徴とする請求項１１記載のシート材料。
【請求項１３】
前記保持構造は、一方の縁部のジョインダ構造内方へのシート材料の変形部により形成され、該変形部は、前記一方の縁部を他方の縁部に弾性的に押圧して、シート材料を形状コントロール折曲げ構造に沿って折曲げるときに、ジョインダ構造を相互ロック関係に保持すべく形成されていることを特徴とする請求項２記載のシート材料。
【請求項１４】
前記保持構造は、シート材料を、両自由縁部のジョインダ構造を相互ロック関係に弾性的に押圧すべく形成された両自由縁部の内方に変形させることにより形成されることを特徴とする請求項１３記載のシート材料。
【請求項１５】
前記保持構造は、シート材料の、少なくとも一方の縁部の内方へのＬ形曲げにより形成されることを特徴とする請求項１３記載のシート材料。
【請求項１６】
前記Ｌ形曲げは、慣用曲げ技術を用いたシート材料の塑性変形部であることを特徴とする請求項１５記載のシート材料。
【請求項１７】
前記ジョインダ構造自由縁部の係合鳩尾状構造により形成されることを特徴とする請求項１３記載のシート材料。
【請求項１８】
互いに並べられた実質的に同一の複数の３次元構造体は、同じシート材料から形成され、各３次元構造体は、係合鳩尾状構造と、包囲体を形成すべく配置された形状コントロール折曲げ構造と、鳩尾状構造を係合状態に保持できる保持構造とを備えた縁部を有していることを特徴とする請求項１３記載のシート材料。
【請求項１９】
前記各包囲体は、包囲体内に取付けられるべきコンポーネントを受入れるように構成され、
前記鳩尾状構造および保持構造は、コンポーネントが包囲体内に保持されるようにして自由縁部を結合することを特徴とする請求項１８記載のシート材料。
【請求項２０】
前記保持構造は、鳩尾状構造を結合すべき共通平面から外れるシート材料の折曲げを形成すべくシート材料に形成された保持折曲げ構造により形成されることを特徴とする請求項１９記載のシート材料。
【請求項２１】
前記保持構造は、鳩尾状構造を弾性的に押圧して相互ロック係合させるように形成されたＬ形変形部により形成されることを特徴とする請求項１８記載のシート材料。
【請求項２２】
前記シート材料は細長ストリップであることを特徴とする請求項１８記載のシート材料。
【請求項２３】
複数の折曲げ線に沿って形成された複数の折曲げ部を備えたシート材料を有し、前記折曲げ部はシート材料に形成された複数の折曲げ構造により形成され、該折曲げ構造は、シート材料の少なくとも２つの縁部が整合並置位置に一体に折曲げられる折曲げ線の充分に正確な位置および方向を作るべく構成されており、
整合並置位置にある縁部が分離しないように該縁部を連結するジョインダ構造を更に有することを特徴とする、シート材料を折曲げることにより形成される３次元構造体。
【請求項２４】
前記折曲げ構造は、折曲げ線を斜めに横切って延びる中心線を有する、互いに間隔を隔てた複数の折曲げストラップを形成すべくシート材料に形成されたスリット、溝および変位部の１つにより形成されることを特徴とする請求項２３記載の３次元構造体。
【請求項２５】
前記ジョインダ構造はシート材料の整合並置縁部の係合構造を有し、該係合構造は相互係合して並置縁部の分離を防止することを特徴とする請求項２４記載の３次元構造体。
【請求項２６】
前記並置縁部の係合構造は、共通平面内で縁部を結合する係合鳩尾状構造であり、
前記シート材料は更に、保持折曲げ構造により形成された保持折曲げ線を有し、シート材料は、係合鳩尾状構造が分離しないように該鳩尾状構造を相互係合保持状態に保持すべく、係合鳩尾状構造の共通平面から外れるように保持折曲げ線に沿って折曲げられることを特徴とする請求項２５記載の３次元構造体。
【請求項２７】
前記折曲げ構造は包囲体を形成し、該包囲体では、少なくとも２つの縁部が保持構造により一体連結されて包囲体を完成していることを特徴とする請求項２６記載の３次元構造体。
【請求項２８】
前記保持構造は、一方の縁部のジョインダ構造内方へのシート材料の変形部により形成され、該変形部は、前記一方の縁部を他方の縁部に弾性的に押圧して、シート材料を形状コントロール折曲げ構造に沿って折曲げるときに、ジョインダ構造を相互ロック関係に保持すべく形成されていることを特徴とする請求項２５記載の３次元構造体。
【請求項２９】
前記保持構造は、シート材料を、両自由縁部のジョインダ構造を相互ロック関係に弾性的に押圧すべく形成された両自由縁部の内方に変形させることにより形成されることを特徴とする請求項２８記載のシート材料。
【請求項３０】
前記保持構造は、シート材料の、少なくとも一方の縁部の内方へのＬ形曲げにより形成されることを特徴とする請求項２８記載のシート材料。
【請求項３１】
前記Ｌ形曲げは、慣用曲げ技術を用いたシート材料の塑性変形部であることを特徴とする請求項３０記載のシート材料。
【請求項３２】
前記ジョインダ構造自由縁部の係合鳩尾状構造により形成されることを特徴とする請求項２８記載のシート材料。
【請求項３３】
複数の折曲げ線に沿ってシート材料を折曲げる段階を有し、前記折曲げ線は、シート材料に形成された複数の形状コントロール折曲げ構造により位置および方向が定められ、形状コントロール折曲げ構造は、シート材料の少なくとも２つの縁部が一体固定のための正確な整合並置位置に位置決めされる折曲げ線に沿う充分に正確な折曲げを可能にし、
包囲体の展開を防止すべく並置縁部を一体に固定する段階を更に有することを特徴とする、シート材料の縁部を一体に固定して３次元構造体を形成する方法。
【請求項３４】
前記固定段階は、並置縁部に近接して設けられた固定構造を相互ロックすることにより行われることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記固定段階は、並置自由縁部に形成された鳩尾状構造を相互ロックすることにより行われ、
前記固定段階の後に、並置鳩尾状構造の分離を防止すべく、シート材料を自由縁部の平面から外れるように折曲げることを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記折曲げ段階は、交互のストラップが交互の傾斜方向に配向された折曲げ線を横切って斜めに延びる中心線をもつ複数のストラップを形成するスリット、溝および変位部の少なくとも１つの形態をなす形状コントロール折曲げ構造により作られた折曲げ線に沿ってシート材料を折曲げることにより行われ、前記形状コントロール折曲げ構造は、折曲げ構造の両側でシート材料の縁対面係合を形成するように構成されていることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
前記固定段階は、相互ロック固定構造が互いに離れる方向に移動しないように、折曲げられたシート材料を押圧することにより行われることを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３８】
シート材料の共通平面内に、互いに並べられた関係をなして取付けられた複数の包囲体ブランクを形成する段階を有し、各包囲体ブランクは、これに形成された複数の形状コントロール折曲げ構造と、各包囲体ブランクの少なくとも２つの縁部に形成されたジョインダ構造とを備え、折曲げ構造は包囲体ブランクを３次元包囲体に折曲げることができるように配置され、少なくとも２つの縁部のジョインダ構造は、一体に連結すべく整合関係をなして一体に配置され、各包囲体ブランクは更に、ジョインダ構造が分離しないようにジョインダ構造を保持する保持構造を備え、
部分的に形成された包囲体を作るため、各包囲体ブランクがシート材料に取付けられたまま、各包囲体を共通平面から外れる方向に折曲げる段階と、
部分的に形成された包囲体内にコンポーネントを取付ける段階と、
次に、コンポーネントの周囲に包囲体を完成させかつジョインダ構造を一体連結するため整合状態に配置すべく、包囲体ブランクが依然としてシート材料に取付けられたまま包囲体ブランクを折曲げる段階と、
ジョインダ構造を一体連結する段階と、
保持構造を用いてジョインダ構造を固定する段階と、
コンポーネントと一緒に包囲体をシート材料から取外す段階とを更に有していることを特徴とする、複数の包囲体内にコンポーネンツを組付ける方法。
【請求項３９】
前記ジョインダ構造は鳩尾状構造であり、前記固定段階は、鳩尾状構造に近接しておりかつ鳩尾状構造の平面から外れている折曲げ線の回りで包囲体ブランクを折曲げることにより行われることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記ジョインダ構造は鳩尾状構造であり、前記固定段階は、鳩尾状構造が分離しないように鳩尾状構造を弾性的に一体に押圧する態様で、包囲体ブランクを折曲げることにより行われることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
シート材料を有し、該シート材料は、少なくとも２つの縁部と、該縁部を一体結合できるように形成されかつ縁部に近接して配置された少なくとも１つのジョインダ構造とを備え、
少なくとも２つの折曲げ線に沿ってシート材料に形成された少なくとも２つの形状コントロール折曲げ構造を有し、前記折曲げ構造は、シート材料を所望形状の３次元構造体に折曲げることができるように配置され、前記形状コントロール折曲げ構造は、シート材料が折曲げられるときに、少なくとも１つのジョインダ構造が、結合のために整合して配置されるように構成され、
シート材料には更に、前記少なくとも１つのジョインダ構造と少なくとも２つの縁部とを一体に保持すべく形成された少なくとも１つの保持構造が形成されていることを特徴とする３次元構造体に曲げるすなわち折曲げることができるように形成されたシート材料。
【請求項４２】
少なくとも２つの折曲げ線に沿って形成された少なくとも２つの折曲げ部を備えたシート材料を有し、前記折曲げ部はシート材料に形成された少なくとも２つの折曲げ構造により形成され、該折曲げ構造は、シート材料の少なくとも２つの自由縁部が整合並置位置に一体に折曲げられる折曲げ線の充分に正確な位置および方向を作るべく構成されており、
整合並置位置にある縁部が分離しないように該縁部を連結する、シート材料に形成された少なくとも１つのジョインダ構造を更に有することを特徴とする、少なくとも２つの自由縁部を備えたシート材料を折曲げることにより形成される３次元構造体。
【請求項４３】
少なくとも２つの折曲げ線に沿ってシート材料を折曲げる段階を有し、前記折曲げ線は、シート材料に形成された少なくとも２つの形状コントロール折曲げ構造により位置および方向が定められ、形状コントロール折曲げ構造は、シート材料の少なくとも２つの縁部が一体固定のための正確な整合並置位置に位置決めされる折曲げ線に沿う充分に正確な折曲げを可能にし、
構造体の展開を防止すべく並置縁部を一体に固定する段階を更に有することを特徴とする、シート材料の少なくとも２つの縁部を一体に固定して３次元構造体を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、下記特許文献１の優先権を主張する。尚、この特許文献１の全内容は、本願に援用する。
本願はまた、下記特許文献２の一部継続出願であり、この特許文献２は下記特許文献３の一部継続出願であり、この特許文献３は下記特許文献４の一部継続出願であり、この下記特許文献４は下記特許文献５の一部継続出願である。尚、これらの特許出願および特許の全内容は本願に援用する。
本発明は、広くは、折曲げられたシート材料の縁部を一体結合して３次元構造体を形成する装置および方法に関し、より詳しくは、シート縁部を一体連結するジョインダ構造（joinder structures）を正確に整合させることができる高精度折曲げ構造を用いて折曲げられたシート材料を結合する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願に援用する上記関連特許出願には、シート材料を曲げまたは折曲げて３次元構造体を形成する装置および方法がかなり詳細に開示されている。平らなシートには、非常に正確に制御できる折曲げ線に沿ってシートの折曲げ部を作る複数の折曲げ構造が設けられる。折曲げ構造は、一般に、シートの折曲げを正確に制御する互いに間隔を隔てた曲げストラップまたは折曲げストラップを形成すべく、所望の折曲げ線の交互の側に配置されたスリット、溝または変位部（displacements）である。最も好ましくは、折曲げ構造はまた、折曲げ精度および構造強度を更に向上させるべく、該折曲げ構造の両側でシート材料の縁対面係合（edge-to-face engagement）を形成する。
関連特許出願の折曲げられたシートは、しばしば、３次元構造体を作るのに使用されており、この３次元構造体では、シートの自由縁部すなわち隣接縁部が互いに当接関係すなわちオーバーラップ関係に折曲げられ、次に一体結合されて、得られる構造体が崩れないように安定化させる。折曲げられたシートの縁部を一体に固定する従来の技術は、用途に応じてかなり変更されているが、多くの場合に、シートは、ねじ、リベット、他の機械的ファスナおよび／または溶接、ロウ付または接着剤等の標準的ファスナを用いて一体結合されるに過ぎない。
【０００３】
関連特許出願の装置および方法の非常に大きい長所の１つは、小さい折曲げ力で、高い精度および高い複雑さをもってシート材料を折曲げることができることである。シート材料を正確かつ複雑に折曲げることにより、シート材料の縁部を結合する技術を、折曲げプロセスの終時に縁部の正確な整合に基かせることができ、これにより、縁部にまたは縁部の近くに設けられるジョインダ構造が、縁部が分離しないようにジョインダ構造を一体連結する目的で互いに整合するように折曲げられる。
【０００４】
関連特許出願に開示された技術を用いてシートを折曲げることは複雑であるが、構造体を作るのに必要な別個部品の個数を大幅に低減させることができる。従って、別個の機械的ファスナを省略することによる部品点数の更なる低減が強く望まれており、溶接、ロウ付および接着による別個の工程を省略することによっても、完成部品に付随するコストを低減させることができる。
また、関連特許出願の正確なシート折曲げシステムは、広範囲のシート厚に適用できる。かくして、ファスナが不要（ファスナフリー）なシート縁部の結合も、シート縁部の高強度ジョインダを必要とする用途に使用できるようにすべきである。
【０００５】
【特許文献１】２００５年２月１７日付米国仮特許出願第６０／６５４，５４５号（発明の名称「折曲げられたシートー材料の縁部を結合して３次元構造体を形成する装置および方法（APPARATUS AND METHOD FOR JOINING THE EDGES OF FOLDED SHEET MATERIAL TO FORM THREE-DIMENSIONAL STRUCTURES）」）
【特許文献２】２００４年３月３日付米国特許の一部継続出願第１０／７９５，０７７号（発明の名称「ベンド制御変位部を備えたシート材料およびその形成方法（SHEET MATERIAL WITH BEND CONTROLLING DISPLACEMENTS AND METHOD FOR FORMING THE SAME）」、米国特許出願公報第ＵＳ ２００４／０２０６１５２ Ａ１として公開）
【特許文献３】２００３年９月２６日付米国特許の一部継続出願第１０／６７２，７６６号（発明の名称「精密折曲げ、高強度、耐疲労構造の設計および製造技術および該構造のためのシート（TECHNIQUES FOR DESIGNING AND MANUFACTURING PRECISION-FOLDED< HIGH STRENGTH< FATIGUE-RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFORE）」、米国特許出願公報第ＵＳ ２００４／０１３４２５０ Ａ１として公開）
【特許文献４】２００２年９月２６日付米国特許の一部継続出願第１０／２５６，８７０号（発明の名称「シート材料の精密曲げ方法、スリットシートおよび製造方法（METHOD FOR PRECISION BENDING OF SHEET MATERIALS, SLIT SHEET AND FABRICATION PROCESS）」、現在、米国特許第６，８７７，３４９号）
【特許文献５】２０００年８月１７日付米国特許の一部継続出願第０９／６４０，２６７号（発明の名称「シート材料の精密曲げ方法およびこのためのスリットシート（METHOD FOR PRECISION BENDING OF A SHEET OF MATERIAL AND SLIT SHEET THEREFOR）」、現在、米国特許第６，４８１，２５９号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シート材料の縁部のファスナフリーで、高強度および低コストのジョインダが得られる方法でシート材料を正確に折曲げることができる装置および方法が要望されている。
電気コンポーネンツの包囲体（enclosure）を含む種々の目的の包囲体すなわちハウジングを形成する装置および方法であって、効率的かつ低コストな装置および方法も要望されている。
本発明の装置および方法は他の目的および長所を有し、これらの目的および長所は、本明細書の詳細な説明および添付図面においてより詳細に説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様では、本発明により、３次元構造体に曲げすなわち折曲げることができるように形成されたシート材料が提供され、該シート材料は、簡単にいえば、縁部および該縁部に近接して配置された、前記縁部を一体結合すべく形成されたジョインダ構造を備えたシート材料と、複数の所望折曲げ線に沿ってシート材料に形成された複数の形状コントロール折曲げ構造とを有し、該折曲げ構造は、シート材料を所望形状の３次元構造体に折曲げることができるように配置され、形状コントロール折曲げ構造は、シート材料が折曲げられるときに、シート材料の縁部に近接したジョインダ構造を結合のための整合状態に一体に配置させる形状を有し、シート材料には更に、ジョインダ構造および縁部を一体に保持するように形成された少なくとも１つの保持構造が形成されている。
【０００８】
最も好ましくは、ジョインダ構造は、シートの縁部を、保持構造により分離されないように一体に相互ロックされる鳩尾状構造のような係合構造に形成することにより設けられる。一実施形態では、保持構造は、ジョインダ構造の平面から外れるシート材料の折曲げ部を形成するように配置された複数の保持折曲げスリット、溝または変位部により形成される。他の実施形態では、保持構造は、ジョインダ構造が分離しないように一体に押圧する弾性的に変位可能な変位部すなわち曲り部により形成される。
本発明の他の態様では、形状コントロール折曲げ構造、縁部結合構造および保持構造を備えたシート材料から形成される３次元物品すなわち構造体が提供される。
【０００９】
シート材料の縁部を一体に固定して３次元構造体を形成する方法も提供され、この方法は、簡単にいえば、複数の形状コントロール折曲げ線に沿ってシート材料を折曲げる段階を有し、前記折曲げ線は、シート材料に形成された複数の形状コントロール折曲げ構造によりコントロールされ、形状コントロール折曲げ構造は、シート材料の２つの縁部が一体固定のための正確な整合並置位置に位置決めされる折曲げ線に沿う充分に正確な折曲げを可能にし、３次元構造体の展開を防止すべく並置縁部を一体に固定する段階を更に有している。
【００１０】
本発明の他の態様では、複数の折曲げられた包囲体内に複数のコンポーネンツを組付ける方法も提供され、この方法は、シート材料に、互いに並べられた関係をなして取付けられた複数の包囲体ブランクを形成する段階を有し、各包囲体ブランクは、これに形成された複数の形状コントロール折曲げ構造と、各包囲体ブランクの少なくとも２つの縁部に形成された複数のジョインダ構造とを備えている。折曲げ構造は包囲体ブランクを３次元包囲体に折曲げることができるように配置され、２つの縁部のジョインダ構造は、一体に連結すべく整合関係をなして一体に配置されている。各包囲体ブランクは更に、ジョインダ構造が分離しないようにジョインダ構造を保持する保持構造を備えている。本発明のこの方法は更に、部分的に形成された包囲体ブランクを作るため、各包囲体ブランクがシート材料に取付けられたまま、各包囲体を共通平面から外れる方向に折曲げる段階と、部分的に形成された包囲体内にコンポーネントを取付ける段階と、次に、コンポーネントの一部を包囲しかつ包囲体ブランクのジョインダ構造を一体連結するため整合状態に配置する段階と、ジョインダ構造を一体連結する段階と、保持構造を用いてジョインダ構造を固定する段階と、ンポーネントと一緒に包囲体をシート材料から取外す段階とを有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで、本発明の好ましい実施形態を詳細に参照すると、添付図面には本発明の好ましい実施形態の例が示されている。これらの好ましい実施形態に関連して本発明を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではないことは理解されよう。これに対し、本発明は、特許請求の範囲の記載により定められた本発明の精神および範囲内に包含される変更形態および均等物をカバーするものである。
３次元物品すなわち構造体に折曲げられているシート材料の縁部を一体結合する本発明の装置および方法は、広範囲の用途に使用できる。図１から図９には、関連特許出願の装置および方法を用いて達成できる正確折曲げの複雑さの良い一例であるビジネスカードホルダが示されている。複雑さのこの精度およびキャパシティは、折曲げられたシートの縁部を、ファスナを用いて（または用いないで）一体結合する新しい解決方法に特に良く適している。図１から図９のカードホルダは、例えば箱形梁のように大きい荷重に耐え得るようには設計されていないが、これらの図面に示すように構成されたカードホルダは、０．０４６インチの厚さ寸法をもつ折曲げられたステンレス鋼シート材料で作られている。ここに説明するカードホルダに用いられたのと同じ縁部結合構造およびプロセスは、荷重支持３次元構造体、前記より大きい（または小さい）厚さのシート材料並びに他の金属シート材料または非金属シート材料の縁部の結合に等しく適用できる。
【００１２】
図１および図２を参照すると、一片の平らなシート材料から折曲げられかつ使用の準備が整えられた状態にあるビジネスカードホルダの全体が参照番号２１で示されている。図２では、複数のビジネスカード２２が、通常使用されるようにして、カードホルダ２１により保持されている。カードホルダ２１は、図３に示すように、平らなシート材料すなわちカードホルダブランク（この場合はステンレス鋼ブランク）２３から折曲げられている。図１および図２の３次元構造体に折曲げられたならば、シートは、解けないように、すなわち展開しないように、より詳細に後述するようにして縁部に沿って固定される。
図３にはシート２３が示されており、シート２３は、一般に、例えばレーザカッティング、ウォータージェットカッティング、パンチング、スタンピングおよび／または他の適当な手段により、非常に大きいシートから切出したものである。一般に、スクラップを最小限にするため、複数のカードホルダシート２３が互いに重ね合わされた関係に置かれ、次に、例えばＣＮＣ制御形レーザカットにより大きいシートから切出される。次に、以下に述べるようにしてカードホルダブランク２３を折曲げることにより、カードホルダ２１が形成される。
【００１３】
図３には、全体としてＵ形のカードホルダブランク２３が示されており、該ブランク２３は、ジョインダ構造（この場合には鳩尾状構造）２８が形成された自由縁部２６、２７を有している。他のジョインダ構造を使用できることもできることは理解されよう。ジョインダ構造２８は、互いに間隔を隔てた自由縁部２６、２７が一体結合されて、最終的に、図１および図２の３次元物品となるように形成されている。カードホルダブランク２３は一体結合される縁部２６、２７を有し、該縁部２６、２７は、シート材料が図３に示す平らな状態にあるときには互いに間隔を隔てている。しかしながら、本発明の縁部結合技術は、シート２３が平らな状態にあるときに隣接関係すなわち当接関係をなす縁部、例えば互いに９０°の角度に配向されかつ頂点が接触している縁部を結合するのにも使用できる。このような縁部構造は、しばしば、コーナ構造に用いられる。
また、カードホルダ２１は、ブランク２３の一縁部２６が他縁部２７に結合された連続壁を形成すべく周方向に折曲げられた構成の包囲体すなわち連続周壁の形状をなしている。本発明の縁部結合装置および方法により製造されかつ安定構造に結合される３次元構造体は、中央スペースを包囲する包囲体または連続壁である必要はないが、このような構造体は、本発明により特に有利に形成される。
【００１４】
平シートすなわちカードホルダブランク２３はまた、シート材料を、シート縁部２６、２７が並置整合関係に配置された所望の３次元形状に折曲げるべき複数の所望の折曲げ線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに沿ってシート材料に形成された複数の形状コントロール折曲げ構造２９を有している。この折曲げプロセスは、図４から図９に関連してより詳細に説明する。
シート２３には更に、ジョインダ構造２８が分離しないように該ジョインダ構造２８を一体に保持すべく形成された少なくとも１つの保持構造が設けられている。図３に示す実施形態では、保持構造３２は、折曲げられたカードホルダブランクが展開されないように固定するための、保持折曲げ線３３ａ、３３ｂに沿う折曲げ部すなわちベンドの形状をなしている。
【００１５】
形状コントロール折曲げ構造および保持折曲げ構造３２の両者は、同じ態様で構成されるのが好ましい。これらの折曲げ構造は関連特許出願に開示されたものであり、シート材料２３の所望の折曲げ線に沿う非常に正確な折曲げ部を形成する態様で形成されている。これらの折曲げ構造は、カードホルダブランク２３に形成されたスリット、溝または変位部の形態にすることができ、長手方向に隣接する折曲げ誘起構造２９、３２の間に折曲げストラップ３４を形成する。スリット、溝または変位部の間の折曲げストラップ３４は、シートブランク２３の折曲げを正確にコントロールするため、折曲げ線３１ａ−３１ｄおよび３３ａ−３３ｂを斜めに横切って延びている中心線を有している。最も好ましい形態では、折曲げ構造には、傾斜折曲げストラップ３４を用いることにより達成される精度と組合わされるとき、折曲げ構造２９、３２の両側のシート材料が、より高い折曲げ精度で折曲げ中に、縁対面係合をなして係合することを確保するカーフ（kerf）または幅寸法が形成される。シート材料の正確な折曲げをコントロールする原理は、例えば上記特許文献４により詳細に開示されている。
【００１６】
ここで図４から図９を参照して、カードホルダブランク２３を、図１および図２の３次元カードホルダに折曲げる方法をより詳細に説明する。図４では、カードホルダブランクすなわちシート２３は、図３のシートの平面から、折曲げ線３１ａ、３１ｂに沿って上方に折曲げられている。ジョインダ構造２８を備えた縁部２６、２７は、ほぼ垂直方向を向いている。
図５では、ブランク２３の一方の側が、「Industrial Origami,Inc.」の略称「ＩＯＩ」が表記された前面パネル３５に対してほぼ平行な方向になるまで折曲げ線３１ｄに沿って曲げられている。従って、図５の折曲げ線３１ｄに沿う折曲げは、両縁部２６、２７が隣接するようになる包囲体を完成すべく出発するが、図５に見られるように、縁部２７は、縁部２６に対するジョインダを形成するための所定位置にはない。
【００１７】
図６では、シートの両縁部２６、２７が隣接するように折曲げ線３１ｃに沿う折曲げがなされ、これにより、鳩尾状ジョインダ構造２８が互いに相互係合されて、シートすなわちブランク２３の自由縁部が一体結合される。
背面パネル部分４２ａ、４２ｂがひとたび一体に折曲げられると、両背面パネル部分は実質的に同一平面内に整合され、両縁部２６、２７に鳩尾状ジョインダ２８を形成する。このように、鳩尾状ジョインダ構造２８を同一平面内に位置決めすると、両縁部２６、２７を、共通平面の内方または外方に僅かに変位させ、次に、両パネル４２ａ、４２ｂの共通平面内に戻して鳩尾状構造（あり継ぎ構造）を相互ロックさせることができる。当業者には良く知られているように、鳩尾状構造が共通平面内に留まる限り、両鳩尾状構造が分離することはない。
【００１８】
背面パネル４２ａ、４２ｂを、相互ロック状態を維持させたまま僅かに傾斜した平面内に配置することができ、この傾斜量は、シート材料の厚さおよび鳩尾状構造の寸法公差の増大につれて増大させることができる。実際には、前述のように、前面パネル３５および背面パネル４２ａ、４２ｂの両パネルは、共通平面から幾分湾曲させるのが好ましく、これは、シートストックの厚さによって、および鳩尾状構造の寸法の適度の相違によっても容易に適応できる。
本発明の最も広い概念では、ジョインダ構造２８は、鳩尾状構造のように実質的に２次元の結合を行うように形成する必要がないことにも留意すべきである。例えばコーナジョインダ構造を設けることもでき、コーナジョインダ構造では、縁ジョインダ構造は、コーナを作るべく一体に折曲げられるときに縁部が分離することを防止する。シート保持構造はまた、コーナジョインダ構造が互いに分離することを防止すべく適当に形成されるべきである。鳩尾状構造が分離しないように保持する方法を、ジョインダ構造２８について説明する。
【００１９】
本発明の縁ジョインダ法の１つの長所は、両縁部をオーバーラップさせる必要がないことである。すなわち、シート材料の端部すなわち縁部は、結合縁部を横切る同じ厚さの結合壁と端対端関係をなして結合される。例えば、シート材料の両縁部は互いに「同一平面」内に横たわり、オーバーラップしない。すなわち、両縁部が重なり合うことはない。このため、例えばビジネスカードホルダ等の或る物品にとって審美的長所および構造的長所の両方が得られる。
図１から図９の実施形態では、縁ジョインダ構造は、縁部２６、２７に沿って実質的に連続的に延びているものとして示されている。しかしながら、単一ジョインダ構造２８は或る構造での縁部の結合に使用できること、すなわち間欠的に間隔を隔てたジョインダ構造２８に使用できることは理解されよう。多くの構造体にとって、両縁部２６、２７間の連続継手は強度上の長所並びに審美的長所を有している。
【００２０】
この時点では、図１から図９には、シートすなわちブランク２３の厚さ寸法が示されておらず、この点で図面は概略的であることに留意すべきである。実際には、シート２３は厚さ寸法を有し、前述のように鳩尾状ジョインダ構造２８が図６に示すように相互係合されると、シートの厚さ寸法によって鳩尾状構造および自由縁部２６、２７の両者の分離が防止される。
矩形箱形梁、テーパ箱形梁等の部分からなる本質的な包囲体である図６の構造体は、縁部２６、２７が実質的な共通平面４２ａ、４２ｂから移動することがあり、従って、鳩尾状ジョインダ構造２８の係合離脱が生じることがある。折曲げ構造２９、３２は、これらを正確に折曲げることができることに加え、比較的小さい折曲げ力で折曲げることができるという長所を有している。かくして、ステンレス鋼シートは、折曲げ線３１ａ−３１ｄに沿って手で折曲げることができる。従って、隣接自由縁部２６、２７は展開することもでき、或いは図３に示すような平らなシートに戻るように展開することもできる。かくして、係合離脱しないように、鳩尾状構造２８と本質的に相互ロックする少なくとも１つの保持構造をブランク２３に設けるのが好ましい。最も広い概念では、鳩尾状ジョインダを横切って折曲げられかつねじまたはリベット等の標準的なファスナにより固定されるパネル（図示せず）にすることもできる。この構成は、カードホルダに要する部品点数を増大させかつ壁をオーバーラップさせる必要がある。
【００２１】
図１から図９に示す実施形態では、鳩尾状構造２８が分離しないように相互ロックするのに、２つの保持折曲げ線３３ａ、３３ｂが使用される。従って、図７に示すように、シートフラップ５１、５２が、折曲げ線３３ａに沿って、ロゴ４１が記載された前面パネル３５に近い位置まで折曲げられる。更に、鳩尾状構造２８により一体に保持されているブランクフラップ５３、５４が、図９に示すように、保持折曲げ線３３ｂの回りで折曲げられる。従って、保持折曲げにより、フラップ５１−５４がカードホルダの背部の共通平面４２ａ、４２ｂから外れた位置に位置決めされ、これにより、鳩尾状構造は、共通平面部分４２ａ、４２ｂが共通平面から外れる移動を制限するフラップ５３、５４により、分離しないように相互ロックされる。
保持折曲げ線３３ａ、３３ｂは、比較的容易に曲げられるシート材料でも、戻り展開するのが極めて困難で、従って鳩尾状構造が係合離脱する可能性を低下させる。
【００２２】
しかしながら、鳩尾状ジョインダ構造２８の相互ロック作用を更に高めるため、保持折曲げ線３３ａに沿うシート材料の展開に抵抗できるキーパ組立体を、カードホルダブランク２３に更に設けることができる。図１から図９の実施形態では、キーパ組立体は、タブおよびこの係合スロットからなる。この場合には、タブは、図３に示すように、パネル５１の第一タブ６１ａおよびパネル５２の第二タブ６１ｂの形態をなしており、これらのタブ６１ａ、６１ｂは、シート２３の前面パネル３５のスロット６２内に挿入できる寸法を有している。タブ６１ａ、６１ｂがスロット６２内に挿入された状態は、図８に最も良く示されている。かくして、スロットおよびタブからなるキーパ組立体は、パネル５１、５２が保持折曲げ線３３ａに沿って展開されることを防止する。最も好ましくは、折曲げ線３３ａとタブ６１ａ、６１ｂとの間の長さ寸法は、挿入プロセス中に、前面パネル３５および背面パネル４２ａ、４２ｂを僅かに湾曲させるように選択される。この湾曲により、前面パネルおよび背面パネルを互いに近付ける方向の弾性スプリングバック効果が引起こされ、これにより、タブ６１ａ、６１ｂがスロット６２から容易に抜けてしまうことが防止される。
【００２３】
図９では、パネル５３、５４は、保持折曲げ線３３ｂの回りで、図１に示すような最終状態まで完全に下方に折曲げられていない。このような折曲げは、カード２２を僅かに後方に傾斜した状態に支持するため、パネル５３、５４がカードホルダの背部に対して僅かに後方に傾斜するまで続けられる。これにより、カードを一層容易にカードホルダから取出すことが可能になり、パネル５３、５４は、ジョインダ構造２８により相互ロックされたシートの自由縁部を保持する機能、およびカード２２がカードホルダ内に配置されたときにカード２２を構造的に保持する機能の両機能を遂行する。
保持折曲げ線３３ｂに沿う折曲げは、シートが殆ど折返される折曲げであることに留意すべきである。これは、関連特許出願の技術を用いて容易に行うことができ、構造体の展開をより困難にする。もちろん、これは、保持構造の目的である。
図１から図９の実施形態では、縁部２６、２７のジョインダ構造は、鳩尾状構造により形成される。図１０では、自由縁部２６ａ、２７ａは、Ｌ形ジョインダ構造２８ａにより結合される。従って、本発明に使用するのに、他の種々の形式の相互ロックジョインダ構造を考え得ることは理解されよう。高い精度（このようなジョインダ構造は、この高い精度で、所望の形状を達成するための種々の角度をなす折曲げ線を用いて、シート２３の比較的複雑な折曲げ中に折曲げられる）は、シートの自由縁部の非常に正確な整合を可能にする。
【００２４】
図１１および図１２に示す一実施形態は、係合するジョインダ構造体を、分離しないように一体に保持できる他の保持構造である。図１１および図１２では、互いに並べられた複数の包囲体すなわちハウジングブランク１２４がストリップ材料１２３に形成されている。包囲体は、電気コンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂ等のコンポーネントまたはコンポーネンツを受入れるように形成されており、図示のプロセスでは、コンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂが、ストリップ１２３に形成されかつ互いに並べて配置された包囲体ブランク１２４内に順次取付けられる。包囲体ブランクは、コンポーネンツがブランク内に配置された後に折曲げられて、包囲体を完成する。ブランク１２４には縁部結合ジョインダ構造１２８が設けられており、該ジョインダ構造は、他の実施形態の保持構造により、相互ロック関係に保持される。図面には、、互いに並べられたハウジングブランクにコンポーネンツを段階的に取付けていき、その後に、コンポーネント包囲体を完成して、該コンポーネント包囲体をストリップから取外すシーケンスが示されている。
【００２５】
従って、図１１をより詳細に参照すると、ストリップ１２３が設けられ、該ストリップ１２３には、互いに並べられた複数の包囲体ブランク１２４が、例えばレーザカッティング、ウォータージェットカッティング、パンチングおよび／または他の適当な手段により形成されている。図１１に示すように、ブランクの縁部１２６、１２７はシート１２３の平面から約９０°だけ傾斜されており、これらの縁部にはジョインダ構造１２８（これらのジョインダ構造も鳩尾状構造として示されている）が形成されている。シートは、理解を容易にするため、厚さ寸法のない形で概略的に示されている。ブランク１２４の直立側部１２９、１３１が、コンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂを受入れることができるように配置されている。第一コンポーネント部分１２５ａは、ステーション１３５で、部分的に形成された包囲体ブランク１２４内に挿入される。図示の実施形態では、ステーション１４０で、第二コンポーネント部分的１２５ｂがコンポーネント１２５ａに取付けられ、一方、コンポーネントブランクの側壁１２９、１３１はほぼ垂直方向を向いている。ステーション１４５では、側壁１２９、１３１が折曲げられ、コンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂの包囲を開始する。ステーション１５０では、包囲が完成され、鳩尾状構造１２８が相互ロックされかつ相互係合されたところが示されている。ステーション１５５では、包囲されたコンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂがシート１２３から取外される。
【００２６】
この場合にも、コンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂの回りから包囲体ブランクが展開されるという問題が生じ得る。図１１および図１２の実施形態では、鳩尾状構造１２８の相互ロックの保持は、図１から図９の実施形態の鳩尾状構造２８とは異なる態様で行われる。
図１２には、図１１および図１２の実施形態で用いられている、ジョインダ構造１２８を一体に保持する態様が概略的に示されている。図１２から理解されようが、直立側壁１２９、１３１は、それぞれ壁１３９、１４１により、本質的にＬ形端断面を形成している。
【００２７】
図１１および図１２の実施形態に用いられる保持構造は、図１２に示すように、包囲体ブランクの壁１２９と１３９との間および壁１３１と１４１との間のＬ形コーナすなわちベンド１６１として示されている変形部である。コーナ１６１は、慣用の曲げ技術を用いて形成され、関連特許出願の技術を用いて折曲げすなわち曲げられるものではない。かくして、ステーションすなわち段階１３０では、Ｌ形ベンド１６１は、ベンドまたはコーナ１６１を形成するのに大きい力を加える必要がある慣用の曲げダイの組合せにより形成される。この結果、展開しないように形状を保持できるベンドすなわちコーナ１６１が得られる。包囲体の側壁１３１および側壁１４１は、これらの両側壁を弾性的に一体連結するコーナにより結合される。従って、側壁１４１に対する側壁１３１の小さい弧状変位はベンド１６１により妨げられ、変位力が除去されると、両側壁は、これらをステーションすなわち段階１３０に変形させることにより形成される相対角度関係に戻る。
【００２８】
包囲体ブランクの側壁１３９と包囲体ブランクの後壁１６３との間および包囲体ブランクの側壁１４１と後壁１６３との間の折曲げ部すなわちコーナ１６２は、関連特許出願の技術を用いて作られる。従って、折曲げ部１６２は非常に容易に作られ、かつ弾性的にスプリングバックする傾向を有するか、ベンド１６１より非常に小さい度合いへの記憶（memory）を有する。形状が非常に複雑であるので、標準的すなわち慣用的な金属曲げは非常に困難であり、従って、コーナ１６１等の信頼できる折曲げ部の使用を最小にし、かつできる限り多くの包囲体形成折曲げ部について折曲げ部１６２等の折曲げ部を使用するのが好ましい。
【００２９】
ひとたびコンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂが、ステーション１３５、１４０で包囲体ブランクに取付けられたならば、折曲げ部１６２は、ステーション１４５、１５０で示す閉状態に曲げられる。この結果として、鳩尾状構造１２８が相互ロックされ、折曲げ部１６１での包囲体ブランクの慣用的なベンドまたは変形部が、ブランク１２４の展開を妨げる弾性スプリングまたは保持構造として機能する。慣用のコーナすなわち折曲げ部１６１が曲げられる角度は、９０°より僅かに小さくでき、これにより、コンポーネンツ１２５ａ、１２５ｂに向かう側部１２９、１３１の弾性下向き押圧力が維持される。この弾性下向き押圧力は、包囲された電子コンポーネンツに対して当接関係に側部１２９、１３１を折曲げる力と協働して、鳩尾状ジョインダ構造を、開かないようにすなわち分離しないように維持する。
【００３０】
図１１および図１２から理解されようが、コンポーネンツを複数の包囲体に組立てるプロセスは、上記縁部結合技術を用いて実施できる。また、このプロセスは、単一のシート材料を用いて、および別のファスナを用いることなく、コンポーネンツを包囲できる。
シート材料１２３のシートすなわちストリップには、互いに並べられた複数の包囲体ブランク１２４が形成される。これらのブランク１２４は、好ましくは、複数の組立て段階１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５を通って移動される共通シートすなわちストリップ１２３に取付けられる。包囲体ブランクのスリット、溝または変位部および側縁部１２６、１２７等の複数の形状コントロール折曲げ構造が形成された包囲体ブランクには、鳩尾状構造１２８のようなジョインダ構造が形成されている。変形部すなわち慣用的に形成される折曲げ部１６１等の保持構造は、段階１３０のような早期の組立てステーションすなわち段階でブランク１２４に形成され、曲げられた形状に弾性的に戻って押圧構造を形成するコーナすなわちベンドを形成する。本発明のプロセスはまた、包囲体ブランク１２４を折曲げて、部分的に形成された包囲体ブランクを形成する段階と、部分的に形成された包囲体ブランクに、単一または複数のコンポーネントを取付ける段階と、その後、ブランクを折曲げて包囲体を完成させかつ鳩尾状ジョインダ構造を相互係合する位置に位置決めする段階と、例えば弾性押圧コーナ、ベンドすなわち変形部により、ジョインダを分離しないように保持すなわち固定する段階とを有している。
【００３１】
本発明の特定実施形態についての上記説明は、例示および説明を目的としてなされたものである。上記説明は、本発明を、本願に開示する正確な形態に限定するものではなく、上記教示を考慮に入れることにより多くの種々の変更が可能であることは明らかである。本発明の実施形態は、本発明の原理およびその実用的用途を最も良く説明すべく選択および説明され、これにより、当業者が、本発明、および当業者が考える特定用途に適するように種々の変更がなされた種々の実施形態を最良に利用できるようにする。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載およびその均等物により定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従って構成されたビジネスカードホルダの頂部を示す斜視図である。
【図２】ホルダ内にビジネスカードが入れられている図１のビジネスカードホルダの頂部を示す斜視図である。
【図３】図１のカードホルダを作るための本発明に従って形成されたシート材料を示す平面図である。
【図４】図３の平らなシート材料を折曲げて、図１に示したような３次元カードホルダを形成するところを示す斜視図である。
【図５】図３の平らなシート材料を折曲げて、図１に示したような３次元カードホルダを形成するところを示す斜視図である。
【図６】図３の平らなシート材料を折曲げて、図１に示したような３次元カードホルダを形成するところを示す斜視図である。
【図７】図３の平らなシート材料を折曲げて、図１に示したような３次元カードホルダを形成するところを示す斜視図である。
【図８】図３の平らなシート材料を折曲げて、図１に示したような３次元カードホルダを形成するところを示す斜視図である。
【図９】図３の平らなシート材料を折曲げて、図１に示したような３次元カードホルダを形成するところを示す斜視図である。
【図１０】本発明の改変された縁部結合構造を示す部分平面図である。
【図１１】電気コンポーネンツの周囲に組立てられたシート材料のストリップとして形成された包囲体ブランクの折曲げを示す本発明の装置を上方から見た概略斜視図である。
【図１２】コンポーネンツが包囲体ブランクのストリップに取付けられかつ包囲体ブランクがコンポーネンツの周囲に折曲げられている、図１１に示す取付けプロセスを示す概略端面図である。
【符号の説明】
【００３３】
２１  ビジネスカードホルダ
２３  ブランク（シート）
２８  縁ジョインダ構造（鳩尾状ジョインダ構造）
２９  形状コントロール折曲げ構造
３３ａ、３３ｂ  保持折曲げ線
１２３  ストリップ材料
１２４  ハウジングブランク（包囲体ブランク、コンポーネントブランク）
１２８  縁部結合ジョインダ構造
１６１  Ｌ形コーナベンド
１６２  折曲げ部（コーナ）
【図１】
2008529806.tif 000003
【図２】
2008529806.tif 000004
【図３】
2008529806.tif 000005
【図４】
2008529806.tif 000006
【図５】
2008529806.tif 000007
【図６】
2008529806.tif 000008
【図７】
2008529806.tif 000009
【図８】
2008529806.tif 000010
【図９】
2008529806.tif 000011
【図１０】
2008529806.tif 000012
【図１１】
2008529806.tif 000013
【図１２】
2008529806.tif 000014
【国際調査報告】
2008529806.tif 000015