(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースの表面を処理するのに適した作用面と、少なくとも５％の開放領域を有する開放ウィービングスクリムからなる裏材を含む裏面とを有する表面状態調節ディスクと、
第１の側部と、該第１の側部の反対側の第２の側部と、該第２の側部から延在する駆動部材とを備えた略平らな基部を有する締結具と、を備える表面処理物品であって、
前記締結具の前記第１の側部と、スクリムからなる裏材とが互いに溶融接合する表面処理物品。
【請求項２】
前記表面状態調整ディスクが、開放織スクリムからなる裏材に針留めされた堅固で弾性のある不織ウェブからなり、これによって前記堅固で弾性のある不織ウェブの繊維の一部が開放した織スクリムからなる裏材を貫通して延び、前記締結具の第１の側部が当該開放織スクレムからなる裏材と突出した繊維とに溶融接合される、請求項１の表面処理物質。
【請求項３】
締結具を表面状態調整ディスクに取り付ける方法であって、
第１の側部、第２の側部、該第２の側面から延在する駆動部材とを備えた略平らな基部を有する締結具を提供し；
堅固で弾性のある不織ウェブと、少なくとも５％の開放領域を有する開放織スクリムからなる裏材とを含む表面状態調整ディスクを提供し；
該締結具と該表面状態調整ディスクとの間で相対運動を生じさせ、
該締結具の第１の側部と該表面状態調整ディスクとを圧力下で互いに接触させ、
該締結具と該表面状態調整ディスクとの間の相対運動と加圧力を維持して該締結具と該開放織スクリムからなる裏材とを一体に溶融接合し、
該締結具と該織スクリムとの間の相対運動を停止する、
ステップからなる方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般に、締結具（ファスナー）を物品に回転溶接（スピンウェルディング）する方法及びそのような物品に関し、特に、締結具を表面状態調節ディスクに回転溶接する方法及びそのようなディスクに関する。
背景技術
Ｊｏｈｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第３，５６２，９６８号において、表面処理物品の簡単な取り付け方を提供する表面処理器具が開示されている。表面処理物品には、駆動手段により駆動するバックアップパッドを備える駆動組立体の補足的な円筒形の開口部と係合する駆動ボタンが接着している。接着する駆動ボタンにより、特別な取り付け器具を用いずに迅速且つ簡単に表面処理要素を取り付けたり取り外したりできる。
ディスクの裏側に接着剤で接着したねじ込雄型ボタンを有する表面状態調節ディスクは、ミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＣｏｍｐａｎｙよりＲｏｌｏｃTM表面状態調製ディスクとして市販されている。これらの表面状態調製ディスクは、表側に合成繊維と研磨粒子とで形成される整合可能な目の開放立体不織ウェブ材料を有する。このウェブは目の開放織スクリム裏材に針で留められている（needle-tacked）。Ｌｅｇａｃｙ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第３，６８８，４５３号には、織裏材に針で留められ樹脂及び研磨剤が含浸した嵩高感のある不織ウェブを含む研磨物品が記載されている。
回転溶接物品の様々な方法及び装置は技術上周知である。例えば、米国特許第３，８５１，３５７号の「締結具」（Ｒｉｂｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．）において、基部要素と基部要素の一方の表面から突出する複数のフック要素とを有する締結部材を含む締結構造及びその方法が開示されている。締結構造は、基部部材及び基部部材の一方の側部の中心から突き出てスナップ締結部材を取付板に取り付ける保持手段を有するスナップ締結部材も含む。締結部材及びスナップ締結部材は、溶融接合の関係で互いに固定されている。Ｒｉｂｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．の好ましい実施態様においては、締結部材のフック型のフック要素及び基部要素は一体ユニットとして熱可塑性材料で形成される。Ｒｉｂｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．によると、あるいは締結テープ部材は、米国特許第２，７１７，４３７号の「ビロードタイプの布帛及びその製造方法（Velvet Type Fabric and Method of Producing Same）」（Ｄｅ  Ｍｅｓｔｒａｌ）または米国特許第３，５３９，４３６号の「材料の係合面を有するメリヤス製品（Knitted Product Having a Material-Engaging Surface）」（Ｈａｍａｎｏ）に記述されているような織またはメリヤスの熱可塑性材料を含んでもよい。
上述のように駆動ボタンを含む入手可能な表面処理物品は市場で成功を納めたが、より迅速で別個の接着剤の必要を省いた経済的なボタン取り付け工程を提供することが望ましい。
発明の開示
本発明の一態様により、締結具（ファスナー）を表面処理物品に取り付ける方法が得られる。締結具は第１の側部、第２の側部、及び第２の側部から延在する駆動部材を備えた略平らな基部を有する。表面処理物品は、ワークピースの表面を処理するのに適した作用面及び少なくとも５％の孔面積（開放領域、オープン領域）を有する開放織スクリム裏材（開放ウィービングスクリムからなる裏材、開放製織スクリムからなる裏材）を含む裏面を備える。方法は、ａ）締結具と表面処理物品との間に相対回転を生じさせるステップと、ｂ）締結具の第１の側部とスクリム裏材とを圧力下で互いに接触させるステップと、ｃ）締結具とスクリム裏材とが互いに溶融接合できるように締結具とスクリム裏材との間の相対回転及び圧力を十分に維持するステップと、ｄ）その後に締結具と表面処理物品との間の相対回転を停止させるステップとを含む。
本発明の別の態様により、締結具を織スクリムに取り付ける方法が得られる。締結具は第１の側部、第２の側部、及び第２の側部から延在する駆動部材を備えた略平らな基部を有する。織スクリムは少なくとも５％の孔面積を有する。方法は、ａ）締結具と織スクリムとの間に相対回転を生じさせるステップと、ｂ）締結具と織スクリムとの間で相対回転が行われる際に、締結具の第１の側部と織スクリムを圧力下で互いに接触させるステップと、ｃ）締結具と織スクリムとが互いに溶融接合できるように、締結具と織スクリムとの間の相対回転及び圧力を十分に維持するステップと、ｄ）その後に締結具と織スクリムとの間の相対回転を停止させるステップとを含む。
本発明の別の態様により、表面処理物品が得られる。表面処理物品は、ワークピースの表面を処理するのに適した作用面と少なくとも５％の孔面積（開放領域）を有する開放織スクリム裏材を含む裏面とを含む表面状態調節ディスク、及び第１の側部と、その反対側の第２の側部と、第２の側部から延在する駆動部材とを備えた略平らな基部を有する締結具とを備える。締結具の第１の側部とスクリム裏材とは互いに溶融接合する。
【図面の簡単な説明】
添付の図面を参照して本発明を更に説明する。数枚の図面において、同様の参照符号は同様の構成要素を指す。
図１は、本発明による表面処理物品の好ましい実施態様の平面図である。
図２は、図１の線２−２に沿って切った表面処理物品の断面図である。
図３は、締結具と研磨物品とを接触させる前に、本発明の方法を実行するための好ましい装置の部分概略図である。
図４は、表面処理物品と接触状態にある締結具を説明する図３の装置の部分図である。
発明の詳細な説明
本発明の表面処理物品（表面処理用品）１０の好ましい実施態様を図１において説明する。表面処理物品１０は、締結具１２が取り付けられた表面状態調節ディスク３０を含む。締結具１２は表面状態調節ディスクの裏側に溶融接合している。締結具１２と表面状態調節ディスク３０との間の溶融接合を達成するための好ましい回転溶接方法を以下に説明する。
締結具１２は略平らな基部１４を含む。基部１４は、締結具１２が表面状態調節ディスク３０に溶融接合するように、ディスクに回転溶接される第１の側部１６を含む。締結具基部の第１の側部１６は、溶融接合の所望の強度を達成するのに十分な表面面積を提供するように滑らかで平らであることが好ましい。締結具の基部１４が円形であることも好ましい。好ましい一実施態様において、締結具１２の基部１４の直径は約３ｃｍ（１．２インチ）であるが、これよりも大きい締結具も小さい締結具も本発明の範囲内である。基部１４の第１の側部１６の反対側は第２の側部１８である。説明されるように、第２の側部１８は基部１２の外側縁に向かって先細になっている。第２の側部１８の中心から駆動部材２０が延びている。駆動部材２０は表面処理物品１０を所望の電動工具に取り付けるように設計されている。好ましい実施態様において、駆動部材２０はねじ込スタッドであり、対応する雌型ねじ込バックアップパッドと嵌合する（図示せず）。好適なバックアップパッドはミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＣｏｍｐａｎｙよりＲｏｌｏｃTMディスクパッドとして市販されている。
締結具１２は、適切な回転溶接の工程により表面処理物品にしっかりと溶融接合するための適切な溶融、流動、接着の特性を有するいずれのポリマー材料を含んでもよい。一般に、有用なポリマー材料は事実上熱可塑性である。更に、単に軽く（lightly）架橋されているか、安定した中間または「Ｂ段階」の状態であるならば、熱硬化性ポリマー材料が用いられてもよく、これにより熱または圧力下で流動してもよい。このような熱可塑性ポリマー材料の例として、ポリアミド、ポリエステル、コポリアミド、コポリエステル、ポリイミド、ポリスルホン、及びポリオレフィンが挙げられる。好適な熱硬化性ポリマー材料はノボラック形成粉である。勿論、熱可塑性樹脂が好ましく、中でもポリアミドが好ましく、ポリ（ヘキサメチレナジパミド）（ナイロン６，６）を有するものが最も好ましい。ポリマー材料は着色剤、充填剤、加工助剤、及び補強剤を選択的に含んでもよい。着色剤の例として、顔料及び染料が挙げられる。充填剤の例として、ガラスバブルまたはガラス球、粒状炭酸カルシウム、雲母などが挙げられる。加工助剤は、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、及び溶融ポリマー材料の流動特性を高めることで周知のフルオロポリマー材料などの材料であってもよい。補強剤は、全て約５０重量％のレベルまでのガラス繊維、炭素繊維、及び金属繊維を含んでもよい。補強剤を使用するならば、好ましい充填剤のガラス繊維含有量は３０〜４５重量％である。駆動ボタンはプラスチック物品製造の当業者に周知のいずれの工程によって作製されてもよい。これらは射出形成、反応射出形成、及び従来の機械加工を含むが、これらに限定はされない。好ましいのは射出形成である。好ましい駆動ボタンは、米国特許第３，５６２，９６８号「表面処理器具」（Ｊｏｈｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）に開示されている。
好ましい実施態様において、表面処理物品１０は、その物品の研磨部品として不織研磨表面状態調節ディスク３０を有する。本発明の表面処理物品が被覆研磨ディスク、艶出パッド、ブラシ、または類似の表面処理要素であることも可能である。「研磨」という用語は、目標のワークピース及び得られるであろう効果と関連して考えられるべきであり、一般に使用される研磨粒子は、例えば優れた艶出作業において表面処理要素中に存在しても存在しなくてもよい。表面処理要素は作用面と裏面とを有する。駆動ボタンは裏面の中心に取り付けられている。
好ましい表面処理物品は、「ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ」Ａ−ＣＲＳ表面状態調節ディスクの名称でミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙより市販されているような不織研磨表面状態調節ディスク３０である。このようなディスクの作用面３１は、補強織ナイロンスクリム裏材３２に針で打ち抜かれたナイロン６，６ステープル繊維４２の堅固で弾性のある不織ウェブ（lofty nonwoven web）４０を含んでいることが好ましい。好ましくは、ウェブのステープル繊維４２の約４０％は織スクリム（ウィービングスクリム）３２のたてヤーン（たて糸、ワープヤーン）３４と補充ヤーン（補充糸、フィルヤーン）３６とで形成される隙間３８から突出し、不織ウェブ４０と織スクリム３２とを互いに結合する。織スクリム３２を貫通し針で留められた繊維（needle tacked fibers）を４４として説明する。残りの繊維４２は表面状態調節ディスク３０の作用面側に残る。更に、硬質の熱硬化性樹脂及び研磨粒子のコーティングが堅固で弾性のある不織ウェブ４０上に存在する。好ましい表面状態調節物品は米国特許第３，６８８，４５３号「研磨物品」（Ｌｅｇａｃｙ  ｅｔ  ａｌ．）に詳細に記載されている。
図２に示される好ましい一実施態様において、回転溶接により得た溶融接合は、締結具基部１２の第１の側部１６を軟化して主に得られる。締結具の軟化された材料は加圧され２２を貫通し織スクリム３２の複数の隙間３８に至る。締結具１２の回転による線速度が基部１４の外径よりも大きいため、外径の摩擦温度は最大である。したがって、締結具の材料は締結具基部１４の第１の側部１６の外径部分において十分軟化する。これにより基部１４の外側部分において締結具材料２２は少なくとも部分的に織スクリム３２のヤーン３４、３６の周りに結合し、織スクリムの隙間３８に少なくとも部分的に貫通する。この材料２２は、硬化すると、締結具１２とスクリム３２とをしっかりと機械的に結合する。更に、織スクリムの材料は、回転溶接の間に軟化し、締結具１２に溶融接合してもよい。回転により小さな線速度が発生する基部１４の中心において、摩擦熱は少なく、締結具基部の第１の側部１６は十分軟化せず、締結具材料２２を貫通し織スクリム３２の隙間に至らなくてもよい。
溶融接合界面において機械的に結合するために、織スクリム裏材は粗いものが好ましい。このような裏材を実現するために、織スクリムが少なくとも１インチあたりたてヤーン５本、補充ヤーン５本を含むことが好ましく、１インチあたり約１６本のたてヤーンと補充ヤーンとを含むことがより好ましい。好ましい糸は少なくとも１００デニールであり、より好ましくは８４０デニールである。糸は１つのユニットとして働くまたは処理された１本以上の繊維であってよい。糸は連続するフィラメントすなわちステープルを「紡績」（整列して撚る）して一束にしたものであってもよい。糸はマルチフィラメント（１本以上のフィラメント）またはモノフィラメントであってもよい。たてヤーン（たて糸）と横繊維（weft fibers）との間の孔面積（開放領域、open area）は好ましくはスクリムの全面積の少なくとも５％であり、より好ましくは約３０％である。
締結具１２を表面状態調節ディスク３０に回転溶接する好ましい方法をここに説明する。以下のパラメータは、以下の締結具１２及び表面状態調節ディスク３０の構成を互いに回転溶接するのに特に適している。締結具１２は直径３ｃｍの基部１４を有し、補強ガラス繊維４５重量％までを有するナイロン６，６から射出成形されることが好ましい。スクリム３２は１インチあたり１６本のたてヤーン３４と１インチあたり１６本の補充ヤーン３６とを含むことが好ましい。スクリム３２は織物（weave）を維持するためにＰＶＣコーティングを含むことが好ましい。不織ウェブ４０はスクリム３２に針で留められたナイロン６，６ステープル繊維４２を含み、繊維４４の約４０％が織スクリム３０の隙間３８を通って延在する。更に、堅固で弾性のある不織ウェブ４０の作用面３１に適用された硬質の熱硬化性樹脂及び研磨粒子のコーティングがある。ポリウレタンなどの樹脂は表面状態調節物品の裏面３３に曝されてもよい。物品は硬化された後、個別の表面状態調節ディスクに転換される。
図３に締結具１２と表面状態調節ディスク３０とを互いに回転溶接する装置６０を概略的に示す。装置６０はモータ６２及び駆動機構６４とを備えるフレーム６１を含む。好ましい実施態様において、駆動機構６４はエアシリンダである。摺動可能なフレーム６３を介してモータ６２を載置し、エアシリンダ６４から延在するロッド６５によって摺動可能なフレーム６３及びモータ６２を垂直に駆動する。シリンダ６４を作動することで摺動可能なフレームを上下させるために、摺動可能なフレーム６３にロッド６５を取り付ける。第１軸６６はモータ６２から延びている。第１軸は第２軸６７に連結する。示される実施態様において、任意のはずみ車６８を第２軸６７の遠位端（末端）に載置する。またその軸の遠位端に締結具１２を保持する取付具７０が設けられる。第２軸は摺動可能なフレーム６３から延在する軸受６９を選択的に通り抜けてもよい。したがって、モータ６２が第１軸６６、第２軸６７、任意のはずみ車６８、及び取付具７０を駆動することが分かる。また、これらの部品全ては、シリンダ６４を作動すると摺動可能なフレーム６３と共に上下する。
取付具７０は、回転溶接の作業の間に締結具１２を保持する好適ないずれの取付具であってもよい。取付具７０は、締結具１２が表面状態調節ディスク３０に対して回転する際に、締結具が取付具７０内で滑らないように十分にしっかりと掴まなければならない。また、回転溶接の工程の後、取付具７０は締結具１２を簡単に解放できるべきである。したがって、取付具７０は、技術上周知であるように、締結具１２を掴んで解放する可動要素を含んでもよい。図４に示す実施態様において、取付具７０はその中に孔７４を有する取付具本体７２を含む。孔は締結具のねじ込スタッド２０を収容できる大きさである。孔７４は締結具のねじ込スタッド２０と嵌合するために選択的にねじ込式であってもよい。あるいは、孔７４は、ねじ込スタッド２０を掴んで解放する可動要素（図示せず）を含んでもよい。取付具７０はＯ型リング７６を選択的に含む。Ｏ型リング７６は締結具の基部１４の第２の側部１８と係合する。Ｏ型リング７６は、ねじ込スタッド２０を掴んで解放する可動要素が取付具７０にない場合特に好ましい。これにより、回転溶接中に締結具１２と取付具７０との間で生じる滑りを無くすことができる。あるいは、締結具の基部の第２の側部１８と接触する取付具７０の面は、締結具１２と取付具７０との間で回転溶接中に生じる滑りを最小限にするために、ざらざらしていても模様が付いていてもよい。このような装置のいかなるものが使用されても、回転溶接中にねじ込スタッド２０または締結具１２を破損しないように気を付けなければならない。
表面処理物品３０は、回転溶接中にディスク３０が回転しないようにするためにフレーム６０にクランプされても、または機械的に保持されてもよい。あるいは、回転溶接中にディスク３０が回転しないようにするために不織ウェブ４０の作用面３１が載っているフレーム６０が摩擦面を有してもよい。回転溶接の前に締結具１２及び表面処理ディスク３０を取り付け、回転溶接後に取り外すいずれの好適な方法も、回転溶接自体または溶融接合の強度に影響はないよう備えられており、そのような影響はないであろう。
上述の物品の好ましい実施態様に関し、締結具１２を表面状態調節ディスク３０に回転溶接する好ましい方法を以下に示す。一般に回転溶接方法は、表面状態調節ディスク３０を静止状態に保持するステップと、回転溶接装置６０により駆動されるように締結具１２を好適な取付具７０に載置するステップと、取付具７０及び締結具１２を所望の回転速度に加速するステップと、駆動機構６４を作動し締結具の基部１４の第１の側部１６を移動して織スクリム３２の裏面３３に接触させるステップと、締結具１２及びスクリム３２の少なくとも一方を軟化させるために締結具が回転する間に締結具とスクリムとの間の十分な力を適用するステップと、取付具７０、締結具１２、及びモータ６２の回転を停止させるステップと、軟化した材料が十分に硬化する間締結具とスクリムとの間の力を維持するステップと、締結具１２を取付具７０から取り外し表面状態調節ディスク３０を解放するステップとを含む。
ミネソタ州ＳｈｏｒｅｖｉｅｗにあるＰｏｗｅｌｌ，ＭｃＧｅｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，  Ｉｎｃ．より入手可能なＰＭＡ  Ｓｐｉｎｗｅｌｄ  ９０などの、本願明細書に記載されている状態を得ることができる市販の回転溶接装置６０のいずれを使用してもよい。別の好適な装置として、ウィスコンシン州ミルウォーキーにあるＡｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｉｎｃ．より入手可能な、１３９４−ＡＭ０４軸モジュールを有するＡｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙサーボモータモデル１３２６ＡＢ−Ｂ４１０Ｊ−２１号または１３２６ＡＳ−Ｂ３３０Ｈ−２１号が挙げられる。
好ましくは、回転溶接装置は、締結具とスクリムとが圧力下で接触した後に、締結具とスクリムとの間の摩擦により回転している締結具を停止させてモータ６２から動力を取り除く方法で作動する。あるいは、取付具７０及び締結具１２の回転は停止された抵抗力である。
締結具１２と表面状態調節ディスク３０との間の溶融接合の強度に影響を及ぼすとされるパラメータは以下の通りである。これらのパラメータは、本願明細書に記載されている締結具１２及び表面状態調節ディスク３０の好ましい実施態様を確定する（fasten）ために使用される約４０オンス−平方インチのシステムの慣性を有する回転溶接装置６０に提供される。シリンダ６４がシステムに適用する力は好ましくは約１２５〜１２５７ｌｂ（直径４インチのシリンダの場合１０〜１００ｐｓｉ）であり、より好ましくは約１８８〜６２８ｌｂ（１５〜５０ｐｓｉ）であり、最も好ましくは約３７５〜６２８ｌｂ（３０〜５０ｐｓｉ）である。モータ６４の速度は好ましくは約３３００〜５７００ＲＰＭである。回転時間は好ましくは約０．２８秒〜０．３８秒である。回転時間は、シリンダが取付具７０及び締結具１２をスクリムに向かって動かすために（移動距離は約１／８インチ〜１３／１６インチ）電磁弁が空気圧を適用する信号を送る時間から締結具１２がスクリムに接触した後にモータ６２から動力を取り除く合図で終了するまでのモータ６２の動力下における維持時間を測定するものである。好適な結合強度を決定するのに有用なパラメータは、モータの速度（ＲＰＭ）に回転時間（秒）を掛けたものである。このパラメータは所望の結合強度を得るために所望の最低値を上回るものであるべきであると決められている。所望の最低値を超えパラメータが大きくなると、溶融接合の剥離からねじ込スタッドの破壊へと破損のモードは変わる。したがって、このパラメータが破損モードの転換点を上回って大きくなることで表面処理物品の全体の強度が著しく増すわけではない。上記の要素の好まし実施態様を確定するためには、（ＲＰＭ）×（回転時間）が約１２５４〜２１６６であることが好ましい。
上述の範囲内の回転速度及び回転時間において、シリンダ６４は締結具１２とスクリム３２との接触を、少なくとも最低の好ましい力でスクリムと締結具との所望の溶融接合力を得るために維持すべきであり、力を大きくすることにより溶融接合の剥離からねじ込スタッドの破壊へと剥離モードが変わるということが分かった。したがって、剥離モードの変換点以上に力を大きくすることにより、表面処理物品の全体の強度が著しく増すわけではないのである。本願明細書に記載されている締結具１２及び表面処理ディスク３０の好ましい実施態様に対する好ましい力は約３７７〜約６２８ｌｂである。
本発明の操作は、以下の詳細な実施例に関して更に説明する。これらの実施例は、様々な詳細な且つ好ましい実施例及び技術を更に説明するのもである。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更を施し得ることを理解されたい。
実施例
各実施例において、ナイロン６，６締結具１２を３３重量％のガラス繊維と回転溶接して、指定の表面状態調節ディスク３０に直径３ｃｍの基部１４を有するいくつかの表面処理物品１０を作製した。使用された回転溶接装置は、約４０オンス−平方インチのシステムの慣性を有した。各実施例において、直径２インチの表面状態調節ディスクは静止状態に保持された。モータ６２は指定のＲＰＭまで加速され、次いでシリンダ６４を指示された力で作動し、締結具１２が表面状態調節ディスク３０のスクリムと接触させた（移動距離は約１３／１６インチ）。指示された回転時間の終了時にモータへの動力を止めた。回転時間はシリンダ６４を作動してから締結具とスクリムとが接触した後に動力が止まるまでを示す。したがって、回転時間は、締結具とスクリムとが接触する前の移動時間と、締結具とスクリムとが接触する際のモータが動作中の時間との合計を含む。次いで締結具１２とスクリム３２との間の摩擦により締結具１２の回転は停止する。
実施例１
実施例１は、与えられた回転時間及び回転速度に関して、所望の最低値を超えるシリンダ圧力６４により表面処理物品の強度が著しく増すわけではないということを示している。ミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＣｏｍｐａｎｙよりＡ−Ｍｅｄ表面状態調節ディスクとして入手可能なタイプの直径２インチの表面状態調節ディスクに締結具１２を回転溶接した。回転時間は（上述のように）０．３３秒だった。回転溶接速度は４５００ＲＰＭだった。シリンダ６４により加えらた力は１２５〜６２８ｌｂの間で変化した。溶融接合した締結具１２が表面状態調節ディスク３２から分離する際に観察された最大の力を測定することにより引張強さを決定した。３７７ｌｂ以上のシリンダの力に対して、破損モードは、明らかに回転溶接が剥離することから基部１４からねじ込スタッド２０が明らかに外れることへと変化した。したがって、３７７ｌｂ以上の力で他のパラメータを一定に保持にしても、この技術で回転溶接の強度が増したことを測定することはできず、表面処理物品１０の全体の強度を高めることは期待できない。
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実施例２〜４
実施例２〜４は、所望の最低レベルの（回転時間）×（ＲＰＭ）を得た後、破損モードが、回転溶接による接着が明らかに剥離することから締結具の基部１４からねじ込スタッド１２が明らかに外れることへと変化することを示している。したがって、転換点を上回る回転溶接強度をこの技術で測定することはできない。更に、他の全てのパラメータを一定に保持しても、このパラメータを増やすことで表面処理物品の全体の強度が著しく増すことは期待できない。実施例２〜４において、１２５４以上の（回転時間）×（ＲＰＭ）の値に対して、破損モードはねじ込スタッドが外れることである。
実施例２において、表面状態調節ディスク３０は、ミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＣｏｍｐａｎｙよりＡ−ＶＦＮとして入手可能なタイプの直径２インチの表面状態調節ディスクであった。実施例３において、表面状態調節ディスク３０は、ミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＣｏｍｐａｎｙよりＡ−ＭＥＤとして入手可能なタイプの直径２インチの表面状態調節ディスクであった。実施例４において、表面状態調節ディスク３０は、ミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＣｏｍｐａｎｙよりＡ−ＣＲＳとして入手可能なタイプの直径２インチの表面状態調節ディスクであった。実施例２〜４の各々において、シリンダ６４により加えられた力は６２８ｌｂであった。溶融接合した締結具１２が表面状態調節ディスク３２から分離する際に観察された最大の力を測定することにより引張強さを決定した。実施例２〜４の結果をそれぞれ表２〜４に示す。
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上記のテスト及びテストの結果は、予測よりはむしろ単に説明するものであり、テストの手順を変えることで異なる結果を生み出すことも期待される。
本発明はいくつかの実施例を参照して説明してきた。前述の詳細な説明及び実施例は明確に理解するためにのみ提供した。不必要な制限はそこから理解されることはない。当業者には明らかであろうが、本発明の範囲を逸脱することなく記載されている実施例に多くの変更を施すことができる。したがって、本発明の範囲は本願明細書に記載されている詳細及び構造に制限されることなく、むしろ請求の範囲及びそれと同等に記載されている構造及び方法によって制限される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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