JPH07506416A - 部材を結合する方法，および該方法により固定された一対の部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 部材を結合する方法、および該方法により固定された一対の部材本発明は、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、バーソン氏の第３，１９２．５８９号、フラナガン ・ジュニア氏の第３，２６６．１１３号、カイザー氏はかの第３．４０８．７０ ５号、エルシン氏の第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、スペック氏はかの第２，７８０．２６１号、アウスニソト氏はかの第 ３．０５４．４３４号、アウスニソト氏の第３．１７３．１８４号、ナイト氏の 第３，１９８，２２８号、ジーカル氏の第３．６３３．６４２号各明細書に開示 されている。

アノベルト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て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＜はど強力な剥離力の結合を形成し、（３）結合前にアライメ ン１−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（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、先細形状を形成 するのに十分な角度で共通面に対して傾けられた少な（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 の縦軸と第２部材の少なくとも一つの縦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縦軸が第２縦軸に対しで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、その緩められて固定されていない位置に対し て、軸方向に曲げられ、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（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）少なくとも一つの第１部材の縦軸を含む複数 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）少なくとも第２ 部材の縦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部材の縦軸を第２部材の縦軸に対しである角度で配 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、その緩められて固定されていない位置に対して 、軸方向に曲げられてねじ曲げられ、第１部材および第２部月の先細要素の一つ 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、いくつがの図 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倍の倍率でライフ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倍の倍率でライフ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て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（とも１つの面１６を有する。先細要素１５は、第１部材縦軸り 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。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、軸りおよび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、列は軸りまたは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（、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を互いに押し付は合った後、（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（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。固定されていな 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 を有しく図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Ｃｏ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である角度をなすかさもな（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１ ５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２ ５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２ ５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３゜ 図５において先細契素１５を参照すると、要素１５は、仮想縦軸］゛°を（ｉす る形状に、ゆがめら第１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、仮胛縦軸Ｔ（図５では、要素１５について図示せず）のゆるめら れた位置に対しである角度をなす、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Ｘ１５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、に面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し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）軸りおよび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、ライフ光学 顕微鏡１０Ｏ（たとえば、独国、ベツラーのライフ、またはカリフォルニア州す 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 ているライフ光学顕微鏡）の１・１ノーに載せる。

カリフォルニア州ニューボートビーチのＴＫｌ、、インコーホレイテッドから一 般に市販されているＸＹθステージボウケラ−デジタルマイクロメータ（符号１ ０１）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。１−０倍の対物レンズ １０２および１０倍の接眼レンズ１０４は、独国、ベズラーのライフから、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ＮＰＬＩＯＸ）、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ポルト１８０ワツト光源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パーンのボルビ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１ ０９には、ポラロイド高感度白黒６６７フイ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Ｉ、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 傾けられた而２６に、摩擦によって結合する。部材１２および２０は、最初に部 材のアライメント整することなしに、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、互いに押しイ」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】２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（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。先細閥素１５は、上面１１、すなわち共通面 Ｃから計測される高さ１１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Ｉ）ＶＣ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 ードル（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ミリメードル（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ベレット（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Ｉ、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、約領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２ １の辺の長さ）は、約０．１２Ｘ０．１２ミリメートル（４，８６Ｘ４．８６ミ ル）である。

溝のベース部での幅（図７において、径りとして示している）は、約０．２３ミ リメートル（９０６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＃５１６ ＰＶＣ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が互いに押し付は合われたときに、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）、先細にされた面の間の角度（たとえば、角度φ）、径りに対 する高さＦｉの比Ｈ／Ｄ、および径りに対するピッチ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、径りに対する高さ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１０．２３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、径りに対するピッチ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比は領３３１０．２３＝１．４３である。

この実施例についてのこの１（／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１ ５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２ ５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、はとんど、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 （カリフォルニア化、パサデナのバ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Ｉこ。

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Ｓ　Ｓ−１５６（たとえば、ＳＮ　７６９３６）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４ ３５０ボンド／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ボンド／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４．５７６．８ ５０号、プリコーン氏は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而：３６を有する。先細要素３５は、第１部材１２Ａ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］５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、軸へに関し−〔 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力についての別の第３実施例 を示しており、符号４０て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、テーバを形成するのに十分な同じ角度で、共通面Ｐ゛に対して 傾けられた而４Ｇを備える。先細要素４５は、第１部材縦軸へ゛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・１５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。

β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１ ２は、第１而１と第２面３とを介する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而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 暦削の背面に積層された塩化ビニルノート（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 ウエツトドライ（商標）Ｔｒｉ−Ｍ−Ｉ　ｔｅ　Ａウェイトペーパ）。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、手持ち研磨ボルダ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、セントボ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（、あるいは、それに代えて、構造面２４は、第１ 面および第２面を有する薄いノ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は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０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にそろえることだけでよく、そうすることによって、都合良（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°Ｆ１一定相対湿度５０％であった。

テス１−（ノンプルは、可塑剤を含むＰＶＣフィルムの、全（同；−゛長方■二 細片であ−また３１、―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の広い構造面とを杓する。構造面は、図２．３．　” ｉ、　８に関して説明したように、２つのｒ７．いに直交する周期的な軸を有Ｉ −る直交ケｒブ（図３．４に示さ第１たタイプ）の構成であっｒ、“。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１：３は、部＋ＡＬ２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】２および２０は、それぞれ、柔 軟１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、］５．３０、または４５６）だけ互いにずれる （ミスアライメント状態となる）ように、位置決めさ第１た。ミスアライメント 角は、因１４Ａへ−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３＆ｉ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２０二。

−１−ン（４５ボンド）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に対向する而 ）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 取り付は板に固定された。

水平取りト１け板は、水平面内の１一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、 その結合部分の而は上記取り付は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）。取り付は板 が移動可能である結果、谷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細片の摩擦結へ部との間は、９０°の角度が保持された９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、垂直位置の関数とじ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、δニスア５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ｉＪられるデル夕を考察し７たｉｌｌ＼見積りられた。ピー クと゛時間−４１均゛値との両刀の組は、！Ａに示さ第１るが、最大剥離力は、 約７５°のミスアライメント角６ごおいて速成される、−とを示している。３テ ストの結果は、表Δ中に要約されており、−二つの運転についでの“統計的゛平 均値が、表１３中（ご記載、されている。表Ｂ中のデータは、図１２でグラフと しで表され、平均剥離力はカーブＩく“で示され、ピーク剥離力はカーブＪ”で 、示されている。

表Ａ 角度　テスト番号　平均剥離力　ピーク剥離力グラム／インチ　グラム／インチ ０　１、　１．００　１３５ ２、　１２０　１４５ ７．５　１．　１８５　２４０ ２、　１８５　２２５ ］、　５　１　、　１８０　２００ ２、　１５０　１７５ ３０　１、　５０　５５ ２、　３０　４０ ４５　１、　４０　４８ 表１３は表Ａに示された値の平均値である。

表１３ 角度　平均剥離力　平均ピーク剥離力 グラム／インチ　グラム／インチ ０　１１０　１−ｉ　０ ７．５　１８５　２３２．５ １５　１６５　１８７．５ ３０　４０　４７．５ 本発明は、そのい（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、」１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。

国際調査報告 、　、、、　−ＰＣＴ／ＵＳ　９３１０３７９１フロントページの続き （７２）発明者　アーウィン、ロバート・エルアメリカ合衆国５５１３３−３４ ２７ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス３３４２７　（番 地の表示なし）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 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、該各要素は先細形状を形成する に十分な角度で共通面に対して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部材の縦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、該各要素は先細形状を形成する に十分な角度で共通面に対して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部材の縦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縦軸が上記第２縦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、その緩められて固定 されていない位置に対して軸方向に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。
2. ２．固定されない位置において、上記第１および第２部材の上記構造面は、多角 形断面形状を有する中実角錐台形状の要素を備える、請求項１記載の固定部材。
3. ３．固定されていない位置において、 上記第１部材の上記構造面は、多角形断面形状を有しかつ上記共通両から突出す る中実角錐台形状の要素を備え、 上記第２部材の上記構造面は、多角形断面形状を有しかつ上記共通面からくぼん だ空隙を形成する面を備える、請求項１記載の固定部材。
4. ４．上記第１部材の上記多角形断面形状は六角形を含み、上記空隙の上記多角形 断面形状は三角形を含む、請求項３記載の固定部材。
5. ５．上記第１および第２部材の先細要素の一方は、柔軟な高分子材料から構成さ れる、請求項１記載の固定部材。
6. ６．上記第１および第２縦軸の間の上記角度は、０度より大きく約２０度より小 さい範囲内の角度である、請求項１記載の固定部材。
7. ７．上記角度は、好ましくは、７．５度である、請求項６記載の固定部材。
8. ８．固定されていない位置において、 上記第１および第２部材の上記構造面は、径を定義する正方形断面形状と、上記 共通面から計測される高さを定義する上面とを有する中実角錐台形状の要素を含 み、該要素があるピッチを形成するように配置され、上記高さは、上記径の２． ７４倍に略等しく、上記ピッチは、上記径の１．４３倍に略等しく、上記高さは 、上記要素の上記共通面と頂部または底部との間を計測され、上記径は、正方形 断面形状の辺の長さとして計測され、上記ピッチは、上記径と上記角錐台形状要 素間距離との和に等しい、請求項５記載の固定部材。
9. ９．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 、該各要素は先細形状を形成するのに十分なある角度で共通面に対して傾けられ 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、少なくとも一つの第１部材縦軸を含 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、先細形状を形成するのに十分なある角度で共通面に対して傾けられた 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、少なくとも一つの第２部材縦軸を含 む複数の軸を形成するステップと、 上記第１縦軸を上記第２縦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、 そのゆるめられ固定されていない位置に対して、軸方向に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。
10. １０．上記第１縦軸をある角度で配置する上記ステップは、上記第２縦軸に対し て、０度より大きく約２０度より小さい範囲内のある角度で上記第１縦軸を配置 するステップである、請求項９記載の方法。
11. １１．上記角度は約７．５度である、請求項１０記載の方法。