(57)【要約】【課題】シート材料の縁部のファスナフリー、高強度、低コストジョインダを可能にする態様で、シート材料を正確に折曲げる技術を提供することにある。【解決手段】第一縁部を備えた第一シートセクションを有し、該第一シートセクションには、前記第一縁部の近くに第一ジョインダ構造が形成されており、第二縁部を備えた第二シートセクションを有し、該第二シートセクションには、前記第二縁部の近くに、前記第一ジョインダ構造と相互ロッキング係合する第二ジョインダ構造が形成されており、シート材料を第一シートセクションおよび第二シートセクションに分割する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折曲げ構造を更に有し、該折曲げ構造は、第一ジョインダ構造および第二ジョインダ構造が相互係合してシート材料を折曲げられた状態に保持できるように、第一縁部および第二縁部を一体に位置決めすべく形成された３次元構造体。【選択図】図７
2008534392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元構造体に曲げまたは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、
第一縁部を備えた第一シートセクションを有し、該第一シートセクションには、前記第一縁部の近くに第一ジョインダ構造が形成されており、
第二縁部を備えた第二シートセクションを有し、該第二シートセクションには、前記第二縁部の近くに、前記第一ジョインダ構造と相互ロッキング係合する第二ジョインダ構造が形成されており、
シート材料を第一シートセクションおよび第二シートセクションに分割する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折曲げ構造を更に有し、該折曲げ構造は、前記折曲げ線に沿うシート材料の充分に正確な折曲げを行って、第一ジョインダ構造および第二ジョインダ構造が相互係合してシート材料を折曲げられた状態に保持できるように、第一縁部および第二縁部を一体に位置決めすべく形成されていることを特徴とするシート材料。
【請求項２】
前記第一ジョインダ構造は、第一シートセクションの平面から外れて延びかつ前記第一縁部の方向に延びているスロットを形成しているジョインダタブであり、前記第二ジョインダ構造は整合フランジであり、該整合フランジの一部は、シート材料を折曲げたときに前記スロット内に受入れられるように、寸法および形状が定められてい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】
前記ジョインダタブはＪ形断面を有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】
前記ジョインダタブはスタンピング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５】
前記第一シートセクションは、ジョインダタブを、第一シートセクションの平面から外れるようにスタンピングすることにより形成される孔を有し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】
前記スロット内に受入れられる整合フランジの一部は、整合フランジの平面から外れて延びておりかつ第一ジョインダ構造と第二ジョインダ構造との係合離脱を防止すべく前記孔内に受入れられる寸法および形状をもつロッキング突出部を有してい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】
前記ロッキング突出部は、前記スロット内への整合フランジの一部の挿入を容易にする傾斜状プロファイルを有していることを特徴とする請求項６記載のシート材料。
【請求項８】
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、溝およびディスプレースメントの１つにより形成されることを特徴とする請求項１記載のシート材料。
【請求項９】
３次元コーナ構造体を形成すべく折曲げられかつ固定されるシート材料において、
第一コーナを形成すべく第一折曲げ線に沿って折曲げられる第一シート部分を有し、該第一シート部分は、受入れスロットを形成する平面から外れるように変位された、内方に突出するカップリングショルダを有し、第一シート部分は更に、平面から外れたカップリングショルダのディスプレースメントにより形成された孔を有し、
第二コーナ部材を形成すべく第二折曲げ線に沿って折曲げられる第二シート部分を有し、該第二シート部分は整合フランジを備え、該整合フランジの一部はカップリングショルダのスロット内に受入れられ、整合フランジの一部は外方に突出するラッチ部材を備え、該ラッチ部材は、第二折曲げ線から間隔を隔てておりかつ第一シート部分の孔内に受入れられて、カップリングショルダと整合フランジの一部との間に締り嵌めを形成することを特徴とするシート材料。
【請求項１０】
前記第一折曲げ線および第二折曲げ線の各々は、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、溝およびディスプレースメントの１つにより形成された複数の折曲げ構造により形成され、前記折曲げストラップは、第一折曲げ線に対するカップリングショルダおよびラッチ部材の正確な位置および整合フランジの一部およびカップリングショルダのスロットの正確な位置を定めるべく、折曲げ線を斜めに横切って延びている中心線を有していることを特徴とする請求項９記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、下記特許文献１の一部継続出願であり、該特許文献１は下記特許文献２の一部継続出願であり、該特許文献２は下記特許文献３の一部継続出願であり、該特許文献３は下記特許文献４の一部継続出願である。尚、これらの特許文献および特許の全内容は本願に援用する。
【０００２】
本願は、下記特許文献５の優先権を主張する。尚、この特許文献５の全内容は本願に援用する。
【０００３】
本発明は、広くは、３次元構造体を形成すべく折曲げられたシート材料の縁部を一体結合する装置および方法に関し、より詳しくは、シートの縁部を一体連結するジョインダ構造体（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】
【０００４】
本願に援用する上記関連出願には、シート材料を曲げるすなわち折曲げることにより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を形成する複数の折曲げ構造が設けられる。折曲げ構造は、一般に、スリット、溝、ディスプレースメント（displacements）であり、これらは、シートの折曲げを正確に制御する、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る。最も好ましくは、折曲げ構造はまた、該折曲げ構造の両側にシート材料の縁対面係合（edge-to-face engagement）を形成し、折曲げ精度および構造的強度を更に向上させる。
【０００５】
関連特許出願の折曲げられたシートは、しばしば、シートの自由縁部または隣接縁部が当接関係またはオーバーラップ関係をなすように折曲げられ、次に一体結合されて、得られた構造体が展開（unfolding）されないようにする。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、用途に基いてかなり変化されているが、多くの場合、シートの縁部は、スクリュウ、リベット、他の機械的ファスナおよび／または溶接、ロウ付または接着等の標準的ファスナを用いて一体結合されているに過ぎない。
【０００６】
関連出願の装置および方法の非常に大きい１つの長所は、シート材料を、小さい折曲げ力を用いて、高精度にかつ複雑に折曲げることができることである。シート材料の正確かつ複雑な折曲げは、シート材料の縁部を結合する技術を、折曲げ工程の終時での縁部の正確な整合に基いたものとし、これにより、縁部または縁部の近くに設けられたジョインダ構造を、縁部の分離が生じないように一体連結する目的で、互いに整合させて折曲げることができる。
【０００７】
関連出願に開示された技術を用いてシートを折曲げることができるこの複雑さは、構造体を作るのに必要な別体部品の数を大幅に低減できる。従って、別体の機械的ファスナを省略することによる部品の更なる減少が強く望まれており、別々の溶接工程、ロウ付工程および接着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が低減される。
【０００８】
また、関連出願の精密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、シート縁部の高強度ジョインダを必要とする用途に、ファスナを使用しない（ファスナフリー）のシート縁部結合を使用できる。
【０００９】
【特許文献１】２００４年３月３日付米国特許出願第１０／７９５，０７７号明細書（名称「曲げ制御ディスプレースメントをもつシート材料および該シート材料を形成する方法（SHEET MATERIAL WITH BEND CONTROLLING DISPLACEMENTS AND METHOD FOR FORMING THE SAME）」）（米国特許出願公報ＵＳ ２００４／０２０６１５２Ａ１として公開されている）
【特許文献２】２００３年９月２６日付米国特許出願第１０／６７２，７６６号明細書（名称「精密折曲げされる高強度、耐疲労構造体を設計しかつ製造する技術およびそのためのシート（TECHNIQUES FOR DESIGNING AND MANUFACTURING PRECISION-FOLDED< HIGH STRENGTH< FATIGUE-RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFOR）」）（米国特許出願公報ＵＳ ２００４／０１３４２５０Ａ１として公開されている）
【特許文献３】２００２年９月２６日付米国特許出願第１０／２５６，８７０号明細書（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）」）
【特許文献４】２０００年８月１７日付米国特許出願第０９／６４０，２６７号明細書（名称「シート材料の精密曲げ方法およびそ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号となっている）
【特許文献５】２００５年２月１７日付米国仮特許出願第６０／６５４，５４５号明細書（名称「シート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-DIMENSIONALSTRUCTURE）」）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
シート材料の縁部のファスナフリー、高強度、低コストジョインダを可能にする態様で、シート材料を正確に折曲げることができる能力を用いた装置および方法が要望されている。
【００１１】
電気コンポーネンツの箱（enclosures）を含む多目的の箱すなわちハウジングを形成するための効率的かつ低コストの製造工程を利用する装置および方法を提供することが要望されている。
【００１２】
本発明の装置および方法は他の目的および特徴を有し、これらの目的および特徴は、添付図面および本発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
要約すれば、本発明の一態様は、３次元構造体に曲げまたは折曲げることができるように形成されたシート材料に関する。本発明のシート材料は、好ましくは、第一縁部を備えた第一シートセクションを有し、該第一シートセクションには、前記第一縁部の近くに第一ジョインダ構造が形成されており、第二縁部を備えた第二シートセクションを有し、該第二シートセクションには、前記第二縁部の近くに、前記第一ジョインダ構造と相互ロッキング係合する第二ジョインダ構造が形成されており、シート材料を第一シートセクションおよび第二シートセクションに分割する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折曲げ構造を更に有し、該折曲げ構造は、前記折曲げ線に沿うシート材料の充分に正確な折曲げを行って、第一ジョインダ構造および第二ジョインダ構造が相互係合してシート材料を折曲げられた状態に保持できるように、第一縁部および第二縁部を一体に位置決めすべく形成されている。
【００１４】
第一ジョインダ構造は、第一シートセクションの平面から外れて延びかつ第一縁部の方向に延びているスロットを形成しているジョインダタブであり、第二ジョインダ構造は整合フランジであり、該整合フランジの一部は、シート材料を折曲げたときに前記スロット内に受入れられるように、寸法および形状が定められている。ジョインダタブはＪ形断面を有している。ジョインダタブはスタンピングにより形成される。第一シートセクションは、ジョインダタブを、第一シートセクションの平面から外れるようにスタンピングすることにより形成される孔を有している。スロット内に受入れられる整合フランジの一部は、整合フランジの平面から外れて延びておりかつ第一ジョインダ構造と第二ジョインダ構造との係合離脱を防止すべく前記孔内に受入れられる寸法および形状をもつロッキング突出部を有している。ロッキング突出部は、スロット内への整合フランジの一部の挿入を容易にする傾斜状プロファイルを有している。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、溝およびディスプレースメントの１つにより形成される。
【００１５】
本発明の他の態様は、３次元コーナ構造体を形成すべく折曲げられかつ固定されるシート材料に関する。シート材料は、好ましくは、第一コーナを形成すべく第一折曲げ線に沿って折曲げられる第一シート部分を有し、該第一シート部分は、受入れスロットを形成する平面から外れるように変位された、内方に突出するカップリングショルダを有し、第一シート部分は更に、平面から外れたカップリングショルダのディスプレースメントにより形成された孔を有し、第二コーナ部材を形成すべく第二折曲げ線に沿って折曲げられる第二シート部分を有し、該第二シート部分は整合フランジを備え、該整合フランジの一部はカップリングショルダのスロット内に受入れられ、整合フランジの一部は外方に突出するラッチ部材を備え、該ラッチ部材は、第二折曲げ線から間隔を隔てておりかつ第一シート部分の孔内に受入れられて、カップリングショルダと整合フランジの一部との間に締り嵌めを形成する。
【００１６】
第一折曲げ線および第二折曲げ線の各々は、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、溝およびディスプレースメントの１つにより形成された複数の折曲げ構造により形成され、前記折曲げストラップは、第一折曲げ線に対するカップリングショルダおよびラッチ部材の正確な位置および整合フランジの一部およびカップリングショルダのスロットの正確な位置を定めるべく、折曲げ線を斜めに横切って延びている中心線を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の精密折曲げ技術を用いて形成される箱は、添付図面から明らかで、以下により詳細に述べる他の特徴および長所を有している。添付図面は、本明細書および以下の詳細な説明の一部を形成し、以下の詳細な説明とともに本発明の原理を説明する。
【００１８】
ここで添付図面を参照すると、本発明の好ましい実施形態の例が示されている。本発明は好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことは理解されよう。逆に、本発明は、特許請求の範囲の記載により定められる本発明の精神および範囲内に包含される変更および均等物をカバーするものである。
【００１９】
ここで図面を参照すると、種々の図面の全体を通して、同じコンポーネンツは同じ参照番号で示されている。図１を参照すると、ここには、箱ブランク３１を形成するためのほぼ十字形の形状をもつシート材料３０が示されている。この実施形態では、シート材料は、開放箱（図５参照）を形成する寸法および形状を有するが、本発明により他の３次元構造体を形成できることは理解されよう。例えば、自立コーナ構造体、ピラミッド状構造体および２つの平らなまたは実質的に平らな面が互いに交差する任意の３次元構造体を形成できる。
【００２０】
シート材料は第一縁部３３を備えた第一シートセクション３２を有し、該シートセクション３２には、第一縁部３３の近くに第一ジョインダ構造３４が形成されている。好ましくは、ジョインダ構造は、隣接する折曲げ線３５から或る距離を隔てて配置され、これにより、後で明らかになるように、ジョインダ構造の係合離脱に抵抗する大きなてこ比を付与する。
【００２１】
シート材料は第二縁部３７を備えた第二シートセクション３６を有し、該シートセクション３６には、前記第一ジョインダ構造３４と相互ロック係合する第二ジョインダ構造３８が、第二縁部３７の近くに形成されている。第一ジョインダ構造３４および第二ジョインダ構造３８は、シート材料３０が折曲げ線に沿って折曲げられると、互いに係合するように寸法および形状が定められている。
【００２２】
シート材料はまた、複数の折曲げ構造３９を有し、該折曲げ構造は、シート材料を第一シートセクション３２および第二シートセクション３６に分割する複数の所望の折曲げ線に沿って、シート材料３０に形成されている。折曲げ構造３９は、折曲げ線３５に沿うシート材料３０の充分に正確な折曲げを行って、第一ジョインダ構造３４および第二ジョインダ構造３８が相互係合してシート材料を折曲げられた状態に保持できるように、第一縁部３３および第二縁部３７を一体に位置決めすべく形成されている。好ましくは、折曲げ構造３９は、折曲げ線３５を斜めに横切って延びる中心線をもつ複数の折曲げストラップ４０を形成すべくシート材料に形成されたスリット、溝、ディスプレースメントおよび／または他の適当な手段である。
【００２３】
折曲げ線および折曲げストラップの特定形態は、上記特許文献１から４（特許文献４は、現在、米国特許第６，４８１，２５９号となっている）において広範囲に論じられている。尚、これらの特許文献１から４の全内容は本願に援用する。
【００２４】
図２、図３、図４および図５に示すように、２次元シート材料３０は、それぞれの折曲げ線に沿って連続的に折曲げられて、開放箱構造体を形成する。シート材料が図３に示す状態から図４に示す状態に曲げられると、第一ジョインダ構造３４と第二ジョインダ構造３８とが係合される。図面からも明らかなように、箱の各コーナは、同様に係合された、同様な協働ジョインダ構造を有している。
【００２５】
図７および図８は、第一ジョインダ構造と第二ジョインダ構造との相互係合を明瞭に示す、箱のコーナを示す拡大図であり、相互係合形態については以下に詳述する。
【００２６】
ここで図９および図１０を参照すると、第一ジョインダ構造３４は、好ましくは、第一シートセクション３２の平面から外れた位置で延びかつ第一縁部３３の方向に延びているスロット４２を形成しているジョインダタブ４１である。第二ジョインダ構造３８は整合フランジであり、該整合フランジの一部４３は、図１０に示すように、折曲げられたときにスロット４２内に挿入される寸法および形状を有している。
【００２７】
この実施形態では、ジョインダタブ４１は、図９に示すように、Ｊ形断面４４を有している。Ｌ形、Ｃ形および他の適当な形状を含む他の断面形状を使用できることは理解されよう。ジョインダタブ４１はスタンピングにより形成されるのが好ましい。
【００２８】
引続き図９を参照すると、第一シートセクション３２は孔４５を有し、該孔４５は、ジョインダタブ４１が第一シートセクション３２の平面から外れるようにスタンピングされることにより形成される。スロット４２内に受入れられる整合フランジの一部４３は、この平面から外れるように延びているロッキング突出部４６を有している。該ロッキング突出部４６は、孔４５内に受入れられて、第一ジョインダ構造と第二ジョインダ構造とが係合離脱することを防止する寸法および形状を有している。ロッキング突出部４６には、整合フランジの一部４３のスロット４２内への挿入を容易にする傾斜状プロファイルを設けるのが好ましい。
【００２９】
図１１に示すように、本発明の箱ブランク３１は平らな状態で出荷でき、従って、複数の箱ブランクを互いに積重ねることができる。折曲げ線の形態は、箱ブランクを、これらの２次元状態から３次元状態に現場で折曲げることを可能にする。上記特許文献で論じられているように、精密折曲げ線は、ブランクを、最小の努力で、予成形された折曲げ線に沿って正確に折曲げることを可能にする。
【００３０】
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。上記説明は排他的であることを意図したものではなく、或いは、開示された正確な形態に本発明を限定するものでもなく、上記教示から多くの変更をなし得るものであることは明白である。実施形態は本発明の原理および実際の用途を最も良く説明すべく選択されたものであり、従って、当業者ならば、本発明および種々の実施形態に、意図する特定用途に適するように種々の変更を加えることができよう。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】
【００３１】
【図１】本発明による精密折曲げ構造および固定構造を用いて予成形された２次元シート材料を示す斜視図である。
【図２】図１のシート材料に第一曲げ段階がなされたところを示す斜視図である。
【図３】図１のシート材料に次の曲げ段階がなされたところを示す斜視図である。
【図４】図１のシート材料に他の連続曲げ段階がなされたところを示す斜視図である。
【図５】図１のシート材料に更なる連続曲げ段階がなされたところを示す斜視図である。
【図６】図５と同様な、図１のシート材料の拡大斜視図であり、固定構造の内部係合を示すものである。
【図７】図６と同様な、図１のシート材料の他の拡大斜視図であり、固定構造の内部係合を示すものである。
【図８】図１のシート材料の他の拡大斜視図であり、固定構造の外部係合を示すものである。
【図９】実質的に図７の９−９線に沿う固定構造の、係合前の断面図である。
【図１０】実質的に図７の１０−１０線に沿う固定構造の、係合前の断面図である。
【図１１】図１示したものと同様なシート材料構造が複数積重ねられた形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
３０  シート材料
３１  箱ブランク
３２  第一シートセクション
３４  第一ジョインダ構造
３５  折曲げ線
３６  第二シートセクション
３８  第二ジョインダ構造
４０  折曲げストラップ
４１  ジョインダタブ
４２  スロット
４３  整合フランジの一部
４４  Ｊ形断面
４５  孔
４６  ロッキング突出部
【図１】
2008534392.tif 000003
【図２】
2008534392.tif 000004
【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】
2008534392.tif 000010
【図９】
2008534392.tif 000011
【図１０】
2008534392.tif 000012
【図１１】
2008534392.tif 000013
【国際調査報告】
2008534392.tif 000014