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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-03
(45)【発行日】2022-10-12
(54)【発明の名称】シートを固定するための機械的アセンブリおよび関連方法
(51)【国際特許分類】
B29C 65/56 20060101AFI20221004BHJP
【ＦＩ】
B29C65/56
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021509719
(86)(22)【出願日】2018-04-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-08-30
(86)【国際出願番号】 US2018029861
(87)【国際公開番号】W WO2019209324
(87)【国際公開日】2019-10-31
【審査請求日】2020-12-24
(73)【特許権者】
【識別番号】520417263
【氏名又は名称】ブレントウッド・インダストリーズ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＥＮＴＷＯＯＤ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ， ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】フランク・エム・キューリック・ザ・サード
(72)【発明者】
【氏名】ブライアン・エドワーズ
(72)【発明者】
【氏名】ルーク・リングル
【審査官】▲高▼橋 理絵
(56)【参考文献】
【文献】特表２００３－５１７５５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／００３３７０８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１３８７６１８（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５４４６６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４４９６０５２（ＵＳ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第０４００５１７６（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ６５／００－６５／８２
Ｂ２９Ｃ ５９／００－５９／１８
Ｂ２１Ｄ ４７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１シートを第２シートに固定するための機械的アセンブリであって、第１側壁、第１内部空間および第１上壁を有する第１突起であって、前記第１側壁が前記第１上壁から第１鋭角をなして前記第１内部空間から離れるように延びており、前記第１側壁が第１上端、第１下端および第１不連続部を含み、前記第１不連続部が前記第１上端と前記第１下端との間の前記第１側壁に定義されており、少なくとも１つの先細部において、前記第１側壁が、前記第１内部空間から離れるように延びており、前記第１不連続部が、前記第１上端と前記第１下端との間において前記第１上壁に対して垂直に延びている、前記第１突起と、
前記第１下端から前記第１上壁と略平行に延びている第１底壁と、
を含む、機械的アセンブリ。
【請求項2】
前記第１鋭角は約７０度から８７度である、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項3】
第２側壁、第２内部空間および第２上壁を有する第２突起であって、前記第２側壁が前記第２上壁から第３鋭角をなして前記第２内部空間から離れるように延びており、前記第２側壁が第２上端、第２下端および第２不連続部を含み、前記第２不連続部が前記第２上端と前記第２下端との間の前記第２側壁に定義されており、少なくとも１つの先細部において、前記第２側壁が、前記第２内部空間から離れるように延びており、前記第２不連続部が、前記第２上端と前記第２下端との間において前記第２上壁に対して垂直に延びている、第２突起と、前記第２下端から前記第２上壁と略平行に延びている第２底壁であって、積み重ね構成（ｎｅｓｔｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）において、前記第２上壁が前記第１上壁に近接して配置されていて前記第２側壁が前記第１側壁に近接して配置されていうように、前記第２突起が前記第１突起の内部に積み重ね可能（ｎｅｓｔａｂｌｅ）である、前記第２底壁と、
をさらに含む、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項4】
前記積み重ね構成において、前記第１上壁は前記第２上壁に面して係合しており、前記第１側壁は前記第２側壁に面して係合している、請求項３に記載の機械的アセンブリ。
【請求項5】
前記積み重ね構成において、前記第１不連続部は前記第２不連続部に近接して配置されている、請求項３に記載の機械的アセンブリ。
【請求項6】
前記積み重ね構成において、前記第１底壁は前記第２底壁に面して係合している、請求項３に記載の機械的アセンブリ。
【請求項7】
前記第１上壁は前記第１底壁に対して平行である、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項8】
前記第１不連続部は、前記上壁に対して垂直である第１中脚部（ｍｉｄｄｌｅ ｌｅｇ）を含む、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項9】
前記第１不連続部は、前記第１側壁の第１中点に近接して配置されている第１くぼみおよび第２くぼみを含み、前記第１くぼみは前記第１側壁において前記第２くぼみに対向して配置されている、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項10】
前記第１不連続部は、前記第１側壁における第１変曲点および前記第１側壁における第２変曲点によって形成され、前記第１変曲点は前記上壁に近接して配置されており、前記第２変曲点は前記第１底壁に近接して配置されている、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項11】
前記第１突起は高分子材料によって形成される、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項12】
前記高分子材料は、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アセタール、ナイロン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、スチレン－アクリロニトリル、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリエチレン、ポリスチレン、テレフタレート、ポリエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリシリコン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイオノマー、ポリエポキシド、 ポリビニリデンハライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｈａｌｉｄｅ）、および、高分子材料の複合材料のうちの１つから形成される、請求項１１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項13】
前記第１突起は略円錐台の形状を有する、請求項１に記載の機械的アセンブリ。
【請求項14】
第１シートを第２シートに固定するための機械的アセンブリであって、前記第１シートの第１底壁から延びている第１突起であって、第１側壁、第１内部空間および第１上壁を含み、前記第１側壁が前記第１底壁から第２鋭角をなして延びており、第１不連続部が前記第１上壁と前記第１底壁との間の前記第１側壁に定義されており、前記第１側壁が、前記第１上壁と前記第１底壁との間において前記第１内部空間から離れるように延びており、前記第１不連続部が、前記第１上壁に対して垂直に延びている、前記第１突起と、
前記第２シートの第２底壁から延びている第２突起であって、第２側壁および第２上壁を含み、前記第２側壁が前記第２底壁から第４鋭角をなして延びており、第２不連続部が前記第１上壁と前記第２底壁との間の前記第２側壁に定義されており、前記第２不連続部が前記第２上壁に対して垂直に延びており、積み重ね構成において、前記第１不連続部が前記第２不連続部に近接して配置されているように、前記第２突起が前記第１突起の内部に積み重ね可能である、前記第２突起と、
を含む、機械的アセンブリ。
【請求項15】
前記第１シートは第３突起を含み、前記第２シートは第４突起を含み、前記第４突起が前記第３突起の内部に積み重ね可能である、請求項１４に記載の機械的アセンブリ。
【請求項16】
前記第１突起および前記第２突起は円錐台の形状に形成されている、請求項１４に記載の機械的アセンブリ。
【請求項17】
第１シートを第２シートに固定するための機械的アセンブリであって、前記第１シートの第１底壁から延びている第１突起であって、第１側壁および第１上壁を含み、前記第１側壁が前記第１底壁から第２鋭角をなして延びており、第１不連続部が前記第１上壁と前記第１底壁との間の前記第１側壁に定義されている、前記第１突起と、
前記第２シートの第２底壁から延びている第２突起であって、第２側壁および第２上壁を含み、前記第２側壁が前記第２底壁から第４鋭角をなして延びており、第２不連続部が前記第２上壁と前記第２底壁との間の前記第２側壁に定義されており、積み重ね構成において、前記第１不連続部が前記第２不連続部に近接して配置されているように、前記第２突起が前記第１突起の内部に積み重ね可能である、前記第２突起と、
を含み、
前記第１突起および前記第２突起は、平坦な連動リベット（ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ ｒｉｖｅｔｓ）の形で前記第１シートと前記第２シートとの間にポジティブロックを形成するように構成されており、機械的に変形されるときに前記第１突起および前記第２突起は前記第１不連続部および前記第２不連続部においてねじられる、機械的アセンブリ。
【請求項18】
前記第１不連続部は、前記第１側壁の対向する両側に第１くぼみおよび第２くぼみによって形成される、請求項１４に記載の機械的アセンブリ。
【請求項19】
前記第１不連続部は、前記第１上壁と前記第１底壁との間の前記第１側壁の勾配の変化によって形成される、請求項１４に記載の機械的アセンブリ。
【請求項20】
前記第１シートおよび前記第２シートは、金属、ステンレス鋼、繊維複合材料、熱可塑性材料、亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アセタール、ナイロン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）、スチレン－アクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリエチレン、ポリスチレン、テレフタレート、ポリエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリシリコン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイオノマー、ポリエポキシド、 ポリビニリデンハライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｈａｌｉｄｅ）、および、これらの誘導体および／または混合物からなる群から選択された材料によって形成される、請求項１４に記載の機械的アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
一般的に、機械的アセンブリ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＭＡ）またはポジティブロックは、構造を機械的機構に接合する方法および構造を指す。本明細書で説明するＭＡは、２つの高分子シートまたは高分子フィルムをペアに機械的に接合して、ペアのパック（ｐａｃｋ）または接触体（ｃｏｎｔａｃｔ ｂｏｄｙ）にし、例えば、２００２年１０月２４日に出願して名称が「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｂｏｄｉｅｓ」である特許文献１、２０００年９月１３日に出願して名称が「Ｃｏｎｔａｃｔ Ｂｏｄｉｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ Ｓａｍｅ」である特許文献２、２００２年１０月２４日に出願して名称が「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｂｏｄｉｅｓ」である特許文献３に記載されたように、機構および方法を用いて材料を接触体または接触シートに機械的変形させる。これらの特許文献の内容は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【0002】
図１を参照すると、先行技術の特許文献１のＭＡ特徴または円錐台１の形状は、図１において破線で示しているように、変形されていない状態または積み重ね構成（ｎｅｓｔｅｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ、入れ子構成）においては、直線状の側壁を有する対称的な円錐台である。円錐台または突起１の側壁２は、押しつぶされてリベット系の機械的アセンブリを形成する前には、錐または突起１の底部３と上部４との間に直線状で連続しており、円錐台１の全周において直線状である。円錐台１は、円錐台は特に、熱成形されたシートまたはフィルム５の山部および谷部から上へ突出した直線状の縦壁２を特に有する。円錐台または突起１を変形させる、押しつぶす、またはねじることによって２つのシートを互いに結合させ、ペアの接合されたシート５を形成し、十分な数のペアを接合してシートのパックを形成することによって、接合体が定義される。ＭＡ円錐台１は一般的には、突起または円錐台１を積み重ねる（ｎｅｓｔ、入れ子にする）ことによって、積層されたシートの山部（ｐｅａｋ）および谷部の交差または交差点を介して、シートの間に整列している。シートは組み立て可能にするようにシートの間に整列している特定な特徴を含み得て、例えば、偏差（ｏｆｆｓｅｔ）または突起という特定の非接触シートアセンブリが利用される。１枚のシート上のＭＡ円錐台または突起１は、近接したシートにおける他のＭＡ円錐台１と積み重ねられ、押しつぶされて、近接したシート同士の間を結合するＭＡアタッチメント（ＭＡ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）、ポジティブロック、または突起－くぼみを形成する。
【0003】
ＭＡ円錐台１の側壁２が直線状で垂直から内向きに形成されていても、側壁２は柱状のような強度を有する。すなわち、錐体１の壁２をねじれてＭＡアタッチメントまたはポジティブロックを形成するには、積み重ねられたＭＡ円錐台１に大きな力を加える必要がある。側壁２は、錐体１の上部の近くを形成した小さい断面厚さ（ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を除いて、上部と壁と底部との間に略一致した断面厚さを有する。一般的には、材料が荷重されて圧縮されていくとき、錐体１の上部の近くに小さい断面厚さを有する箇所から押しつぶされ始める。荷重の増加につれて、側壁がねじられる前に、錐体の上部に近くのひずみ（ｓｔｒａｉｎ）または順応（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の材料は、上部を安定化するように硬化する。シート原材料のカレンダー処理および熱成形プロセスにおける製造品質の軽微な変化によって、破損位置は変化し得て、ＭＡの形成中に錐体１の高さ方向に不一致の破損位置が生じる。図１は押しつぶされるときのＭＡの理想的な構成を示しているが、不一致の破損によって、ＭＡの不一致の形状を生じる。不一致の破損によって、接合されたペアのシートにおいて様々な形状のＭＡが生じ得て、突起の破損モード（ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ）、力の適用方法、または他の要素に応じて、例えば、矩形、二重折り形状（ｄｕｏｆｏｌｄ）、一重折り形状（ｕｎｉｆｏｌｄ）または他の形状が生じ得る。突起または円錐台１のポジティブロックにおける、一貫していないねじりおよび変化は、このような不一致が接合強度、および係合されたシートの間のＭＡ接合の一貫性（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）に影響を与えるため、シートを一緒に固定することには望ましくない。シートを接合するために、積み重ねられて押しつぶされるときに、好ましくは、従来技術のＭＡ円錐台１に比べて減少された力の下で、一貫して再現可能にねじられるＭＡ特徴を設計、開発、形成、および実施することが望ましい。好ましい本発明は、本明細書で説明するように、従来技術のＭＡ円錐台１の欠点に対処する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許第６６４０４２７号明細書
【文献】米国特許第６５４４６２８号明細書
【文献】米国特許第６８７７２０５号明細書
【発明の概要】
【0005】
本明細書に説明される機械的アセンブリ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＭＡ）特徴は、側壁に不一貫部またはキズ（ｄｅｆｅｃｔ）を含み、改善された突起－くぼみ（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ－ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）の結合を提供する。当該結合によれば、接合に求める力が低減されながら、接合強度が増加され、特許文献１に説明されたＭＡなどの既知のＭＡ特徴にある、接合の強度上の変動または標準偏差が低減される。
【0006】
本発明の好ましい実施例は、ＭＡにおいて積み重ね可能な特徴または突起の設計に関し、当該ＭＡはＭＡポジティブロック、アタッチメント、またはリベットを形成するように押しつぶされる。基本的概念は、ソーダ缶は人の体重などの大きな重量を支えることができるものの、缶の側壁が外部の影響によって、例えば、指で缶の側壁を内向きに押すことによって変形されるとき、人の体重などの重量で急に崩される、という事実から得た。好ましくは、シートの組み立て中に積み重ねられたＭＡ特徴において予測可能な破損を起こすように、意図的なキズ、不連続部または破損エリアがＭＡ特徴の側壁に設計されている。好ましい発明は、近隣のシートを接合するために、２つの錐体または突起を押しつぶすときの錐体または突起の破損モードを利用して、改善された突起－くぼみ結合またはポジティブロックを形成する。好ましい発明は、破損モードを制御するために積み重ねられたMA錐体のそれぞれに側壁に名義上のキズを設け、当該キズによれば、高強度で再現可能な突起－くぼみ結合、および、より一貫した接合、ポジティブロック、または結合が可能となる。
【0007】
好ましい発明の１つの利点は、キズが組み込まれていない先行技術より、突起－くぼみ結合が改善された強度を有することにある。これによって、接触体、ルーバー（ｌｏｕｖｅｒ）、ドリフトエリミネータ（ｄｒｉｆｔ ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ）、チューブセトラ（ｔｕｂｅ ｓｅｔｔｌｅｒ）、水中固定フィルム媒体（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｆｉｘｅｄ ｆｉｌｍ ｍｅｄｉａ）、散水濾床媒体（ｔｒｉｃｋｌｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｍｅｄｉａ）などの製品の全体的強度が増加され、これらの製品は、好ましいＭＡアタッチメント特徴を用いて、一般的には複数の好ましいＭＡアタッチメント特徴を用いて形成される。好ましい発明のもう１つの利点は、キズがない先行技術のＭＡ特徴または突起と比べると、先行技術と同様な寸法を有する特徴を押しつぶすにはより少ない力が求められることにある。求める力がより小さいことによって、積み重ねられたＭＡ特徴または突起を押しつぶすために利用される組み立て装置の設計強度を低減する。よって、ＭＡを形成するために求める力をより小さいことを原因とする、組み立て装置に対してより低い構造的要求、または組み立て装置に対して低減された摩損および破損を介して、組み立て装置のコストが低減される。好ましい発明によれば、先行技術の押しつぶす力のために設計された標準のまたは現有のＭＡ組み立て装置で、２つより多い積み重ねられたシートを有する製品を組み立てることが可能となる。好ましい発明のもう１つの利点は、キズのある好ましいＭＡ錐体または突起のためのテストデータの標準偏差が、キズのない先行技術のＭＡ錐体の標準偏差より著しく小さいことにある。また、弱いまたは一貫していない突起－くぼみ結合によって、製造後の修理が必要となる場合がある。積み重ねられた錐体が同様に破損されていない場合、先行技術の押しつぶされた錐体または突起の最終的な接合幾何形状における膨大な変化は、シート間の接合の欠如または処理時の失敗をもたらし得る。修理は一般的には、構造を接合する先行技術のＭＡ方法の代わりにしようとする溶剤系の接着剤を用いて行われる。好ましいＭＡ接合からのテストデータは、様々なキズの設計について、接合の平均強度が増加する、または少なくとも同水準にとどまる一方、サンプルプール（ｓａｍｐｌｅ ｐｏｏｌ）の標準偏差が先行技術のＭＡ錐体のパフォーマンスより著しく低いことを示している。平均強度の増加と標準偏差の低減との効果の単体または組み合わせによって、製品はより高いパフォーマンスおよびより少ない修理必要性を有する。
【0008】
組み合わせた構成において、積み重ねられた円錐台は、完全な接触した積み重ね構造を得るために、互いにわずかな寸法変化を有する必要がある。オスとメスと呼ばれる、寸法上の２つの変化形がある。組み立てのために積み重ねられるとき、メスの円錐台の内面または内壁は近隣のシートからオスの円錐台の外面または外壁に近接になる。メス円錐台の内面の大きさとオス円錐台の外面の大きさがすべての表面にわたって直接的に整列する必要があるため、熱成形された円錐台の規格を考慮して、熱成形オス円錐台の大きさはメス円錐台の大きさより小さい。均一の錐体では適切に積み重ねられず、組み立てれば強度が低下する。
【0009】
これらのシート搬送および保存の性質によって、積層されたシート整列はオス円錐台またはメス円錐台からなる均一の積み重ね構造を形成する。好ましい発明の不連続部の寸法および形状に基づいて、結果物である積み重ねられた錐体によれば、保存および搬送に対して全体的な積層高さに劇的な変化をもたらすことができる。好ましい発明構成または実施例の設計に対する変化によって、強度を少し改善できる、適度で均一な積層高さが可能となる。したがって、不連続部の異なる構成は、シートがすぐ組み立てられるかまたは搬送のために保存するかに基づいて、異なる応用に対して利用され得る。例えば、シートがすでに保存されたまたは搬送された場合、搬送のための積層をサポートしない不連続部の設計は利用され得る。一方、原材料から直接的に製造されて成形が完成して最終の組み立て充填構成（ｆｉｎｉｓｈｅｄ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｆｉｌｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）に組み立てられる製品に対しては、選択的な設計であってもよい。
【0010】
簡略に言うと、好ましい本発明は、第１シートを第２シートに固定してパックアセンブリを形成するための機械的アセンブリに関し、パックアセンブリは一般的には第３シート、第４シート、第５シートなどの追加的なシートを有する。機械的アセンブリは、第１側壁および第１上壁を有する第１突起を含む。第１側壁は第１上壁から第１鋭角をなして延びている（図３および図４を参照）。第１側壁は第１上端および第１下端を含む。第１不連続部は第１上端と第１下端との間の第１側壁に定義されている。第１底壁は第１下端から延びている。第１底壁は第１上壁と略平行である。
【0011】
もう１つの実施態様において、好ましい発明は、第１シートを第２シートに固定する機械的アセンブリに関するが、これに限られず、シートにおける複数の機械的アセンブリを係合することによって、複数のシートをともに固定してパックアセンブリを形成してもよい。機械的アセンブリは、第１シートの第１側壁から延びている第１突起と、第２シートの第２側壁から延びている第２突起とを含む。第１突起は第１側壁および第１上壁を含む。第１側壁は第１底壁から第１鋭角をなして延びている。第１不連続部は、第１上壁と第１底壁との間の第１側壁に定義されている。第２突起は第２側壁および第２上壁を含む。第２側壁は第２底壁から第２鋭角をなして延びている。第２不連続部は、第１上壁と第２底壁との間の第２側壁に定義されている。積み重ね構成において、第２突起は、第１不連続部が第２不連続部の近隣に配置されているように、第１突起の内部に積み重ね可能である。
【0012】
前述した概要、および後述する発明についての詳細説明は、添付図面に合わせて読むことによってよりよく理解される。発明の例示という目的のために、現に好ましい実施例は図面に示されている。しかしながら、本発明は示された配置及び手段そのものに限られないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実線で表れた理想的なロック構成および破線で表れた積み重ね構成における先行技術の機械的アセンブリの側面図
【図1A】本発明の好ましい実施例に関連する機械的アセンブリのための第１の複数突起および第２の複数突起を有する、分解された構成における第１シートおよび第２シートの側面図
【図2】本発明の第１好ましい実施例に関連する機械的アセンブリの第１シートの第１突起の側面図
【図5】本発明の第２好ましい実施例に関連する機械的アセンブリの第１シートの第１突起の側面図
【図8】本発明の第３好ましい実施例に関連する機械的アセンブリの第１シートの第１突起の側面図
【図11】本発明の第４好ましい実施例に関連する機械的アセンブリの第１シートの第１突起の側面図
【図14】本発明の第５好ましい実施例に関連する機械的アセンブリの第１突起および第１底壁の断面図
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下の説明において特定の用語は、便宜上のためにだけ使われ、制限のために使われることはない。特に明言する場合を除いて、「一」、「１つ」、「前記」は、１つの要素に制限されず、代わりに「少なくとも１つ」を意味するものとして読まれるべきである。「右」、「左」、「下」、および「上」という用語は、参照される図面内の方向を示す。 「内向き」または「遠位」、および「外向き」または「近接」という用語は、機械的アセンブリ、シートおよびそれらの関連部品の、幾何学的中心または方向に向く方向、当該および当該幾何学的中心または方向から離れる方向を、それぞれに指す。用語は、上述した単語、その派生語、および同様の意味の単語を含む。
【0015】
理解されるべきなのは、発明の要素の寸法または特性を参照するときに本明細書で使用される「約」、「略」、「ほぼ」、「実質的に」および類似な用語は、説明された寸法／特性について厳密な限界またはパラメータを指すことではなく、当業者に理解されるように、当該寸法／特性からなる機能的に同一または類似な小さな変化を排除するものではない。最低限には、数値パラメータを含むこのような参照は、本技術分野において容認されている数理および産業的原則（例えば、丸め（ｒｏｕｎｄｉｎｇ）、測定誤差または他の系統誤差、製造公差）を用いて、最下位桁（ｌｅａｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｇｉｔ）を変化させない変化を含む。
【0016】
図１Ａ～図１４を参照すると、好ましい発明は、第１シート１２を第２シート１４に固定するための、一般的には参照番号１０で示す、機械的アセンブリを指す。第１シート１２は、好ましくは上面１２ｂから延びている第１の複数突起１２ａを含み、第２シート１４は、好ましくは上面１４ｂから延びている第２の複数突起１４ａを含む。第１シート１２は、好ましくは一連の山部１２ｃと一連の谷部１４ｄを含み、第２シート１４は、好ましくは一連の山部１４ｃと一連の谷部１４ｄを含む。第１の複数突起１２ａは好ましくは山部１２ｃおよび谷部１２ｄの上面１２ｂから延びており、第２の複数突起１４ａは好ましくは山部１４ｃおよび谷部１４ｄの上面１２ｂから延びている。第１シート１２および第２シート１４は図１Ａに示されてここで説明されるこれら特定の構成に限られない。ただ、第１シート１２および第２シート１４は、このましくはこのように形成され、よって、組み立てされた構成において流路は第１シート１２と第２シート１４との間に定義される。パックアセンブリまたは組み立てられたシートを定義するために、第１シート１２と第２シート１４とは追加的なシートとともに固定可能である。
【0017】
好ましい実施例において、第１シート１２および第２シート１４は高分子材料によって形成され、好ましくは熱成形で熱可塑性の材料によって形成されるが、これらに限られない。第１シート１２および第２シート１４は様々な変形可能な材料によって形成され得る。当該材料は好ましくは、機械的変形が可能であり、例えば、圧着、押しつぶし、または他の種類の機械的変形が可能であり、変形された材料はその変形された形状を維持する。第１シート１２および第２シート１４の好ましい材料は、エラストマー材料、高分子材料または金属材料によって形成され得て、当該材料によって、本明細書で説明するように、第１シート１２および第２シート１４がその通常の動作条件に耐えながら、第１シート１２および第２シート１４の一般的な寸法および形状を取ることができ、第１シート１２および第２シート１４の機能を発揮することができる。第１シート１２および第２シート１４のための好ましい材料は、板金、熱可塑材、および、本発明で利用されるシートを形成するために利用可能な熱可塑性材料が含浸された繊維によって形成された複合材料、によって形成され得る。第１シート１２および第２シート１４のための板金の材料は亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、および銅を含んでもよい。第１シート１２および第２シート１４の形成に利用され得る熱可塑性材料は、（可塑化または非可塑化）ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アセタール、ナイロン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）、スチレン－アクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリエチレン、ポリスチレン、テレフタレート、ポリエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリシリコン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイオノマー、ポリエポキシド、 ポリビニリデンハライド（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｈａｌｉｄｅ）、および、これらの誘導体および／または混合物を含む。第１シート１２および第２シート１４の形成に好ましい材料は、望ましい最終用途、シート１２、１４の寸法および形状、ならびにシート１２、１４の用途に関連する応用条件に基づくものであってもよい。例えば、比較的低温の冷却塔の応用において、可塑剤を僅かに含むまたは含まないポリ塩化ビニル樹脂はシート１２、１４の形成に利用され得る。他の応用において、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ、またはポリスチレンなどの合成ポリマはシート１２、１４の形成に利用され得る。本明細書で説明するように、第１シート１２および第２シート１４がその通常の動作条件に耐えながら、かつ、第１シート１２および第２シート１４の機能を発揮しながら、第１シート１２および第２シート１４の一般的な寸法および形状を取ることができる、ほぼ任意の材料によって、第１シート１２および第２シート１４が形成され得る。
【0018】
図１Ａ～図４を参照すると、第１好ましい実施例において、第１シート１２は、第１側壁２０ａおよび第１上壁２０ｂを有する第１突起２０を含む。第１側壁２０ａは第１上壁２０ｂから第１鋭角Δ１をなして延びている。第１好ましい実施例において、第１鋭角Δ１は約７０度から８７度（７０°～８７°）であり、第１突起２０は、平坦な底部または上壁２０ｂを有する、略円錐台またはひっくり返ったカップの形状を有する。第１突起２０は、第１上壁２０ｂから第１鋭角Δ１をなして延びている形態、または略円錐台の形状を有する形態に限られず、さらに広い範囲の第１鋭角Δ１をなしてもよい。例えば、第１鋭角Δ１は約５５度から８９度（５５°～８９°）の範囲にあってもよく、第１側壁２０ａは、弧状の上壁２０ｂまたは平坦な上壁２０ｂに遷移する略弧状を有してもよい。ただし、第１突起２０は好ましくは、以下に詳細に説明されるように、対向する突起と積み重ねられる寸法および形状に形成される。
【0019】
第１側壁２０ａは好ましくは第１底壁２８から第２鋭角Δ２をなして延びており、よって、第１下端２３は第１不連続部２４において第１上端２２にあたる。第１好ましい実施例において、第２鋭角Δ２は約５０度から７０度（５０°～７０°）であり、好ましい構成において、約６０度（６０°）であってもよい。第１好ましい実施例において、第１鋭角Δ１は好ましくは第２鋭角Δ２より大きく、よって、第１突起２０の底部は、積み重ねられるために、第２突起３０を受け入れるように、第１底壁２８に近接した比較的に広い開口を有する。第１突起２０は、第１底壁２８から第２鋭角Δ２をなして延びていること、または、第１底壁２８に近接した比較的に広い開口を有する形態に限られず、さらに広い範囲の第２鋭角Δ２をなしてもよい。例えば、第２鋭角Δ２は約４０度から８７度（４０°～８７°）の範囲にあってもよく、第１側壁２０ａは、第１底壁２８に遷移する略弧状を有してもよい。
【0020】
第１好ましい実施例の第１側壁２０ａは、第１上端２２、第１下端２３、および、第１上端２２と第１下端２３との間の第１側壁２０ａに定義された第１不連続部２４と含む。第１好ましい実施例において、第１不連続部２４は第１上端２２と第１下端２３の間におけるへこみまたは勾配の変化によって形成され、当該へこみまたは勾配の変化は、第１上端２３から第１下端２３を分離させる第１側壁２０ａ全体において周方向に延びている。第１不連続部２４は、第１上端２２と第１下端２３との間の第１側壁２０ａの勾配の変化によって実質的に定義されている。第１不連続部２４は、以下により詳細に説明するように、組み立てにわたって第１突起２０が押しつぶされるときに一貫して落とされるまたはねじられるように設計される。第１不連続部２４は、先行技術の突起１と比べると、組み立てにわたる再現可能性を提供するため、組み立てされた第１シート１２および第２シート１４、またはパックアセンブリの強度を増加する。また、第１突起２０を押しつぶすにより小さい力を求めるため、第１突起２０を押しつぶすように設計されたツールおよび機構に対する構造的要求、摩損、および破損が低減される。好ましい第１不連続部２４の一貫性のあるまたは再現可能な破損モードは、既知かつ再現可能な方法で、不連続部２４において材料の弾性限歪（ｅｌａｓｔｉｃ ｓｔｒａｉｎ ｌｉｍｉｔ）を局部的に超える応力集中を介して、突起１２ａ、１４ａを破損させることによって、押しつぶしまたは組み立てにわたって既知の破損モードを提供する。第１不連続部２４は、後述するように、第１上端２２と第１下端２３との間における勾配の変化に具体的に特定されること、または、実質的に第１突起２０全体の周りにおいて周方向に延びている形態に限られない。ただし、第１不連続部２４は好ましくは、以下により詳細に説明するように、ペアとなる第１突起２０が積層可能または積み重ね可能（図４）なように形成されている。
【0021】
各第１シート１２の機械的アセンブリは好ましくは、第１側壁２０ａの第１下端２３から延びている第１底壁２８を含む。第１底壁２８は好ましくは、第１上壁２０ｂと略平行に延びており、第１下端２３全体の周囲に定義される。第１下端２３は好ましくは、第１底壁２８から第２鋭角Δ２をなして延びており、第１上壁２０ｂから第１鋭角Δ１をなして延びているが、これに限られず、他には、第１底壁２８または第１上壁２０ｂに延びていてもよく、または、第１底壁２８または第１上壁２０ｂと部分的に不連続であってもよい。第１底壁２８は好ましくは、第１シート１２において谷部１２ｄの異なる部分から延びている、第１突起１２ａの複数の谷部突起とともに、第１シート１２の谷部１２ｄの１つに配置されており、好ましくは、すべて同じ方向に山部１２ｃに向いて延びており、かつ、ほぼ同じ形状および構成を有する。第１シート１２における第１突起１２ａの複数の谷部突起は好ましくは、第１の複数突起１２ａの約半分を含み、第１突起１２ａの複数の山部突起は第１の複数突起１２ａの他の約半分を含む。第１好ましい実施例において、第１底壁２８は第１上壁２０ｂに対して略平行に配置されている。第１側壁２０ａの第１上端２２は好ましくは第１上壁２０ｂから第１鋭角Δ１をなして延びている。第１鋭角Δ１は好ましくは第２鋭角Δ２より大きく、よって、第１突起２０の比較的に低い開口は、利用されるときに他の第１突起２０または他の突起の導入または積み重ねを行うように比較的に広い。第１好ましい実施例において、第１上端２２と第１下端２３との間に勾配の違いによって第１不連続部２４が定義される。
【0022】
第２シート１４は、第２側壁３０ａおよび第２上壁３０ｂを有する第２突起３０を含む。第２側壁３０ｂは第２上端３２、第２下端３３、および、第２上端３２と第２下端３３との間に定義された第２不連続部３４を含む。第２下端３３は第２底壁３８から第４鋭角θ４をなして延びており、第２上端３２は第２上壁３０ｂから第３鋭角θ３をなして延びている。第１好ましい実施例において、第１鋭角Δ１および第３鋭角θ３は実質的に等しく、第２鋭角Δ２および第４鋭角θ４は実質的に等しい。第２不連続部３４は、第２上端３２と第２下端３３との間の第２側壁３０ａに定義されている。第１好ましい実施例の第２不連続部３４は第２側壁３０ａの周りにおいて実質的に周方向に延びている。第２突起３０は、第１突起２０と類似または実質的に同様な設計および構成を有し、よって、積み重ね構成（図４）において、第２突起３０は第１突起２０の内部に配置され得るまたは積み重ね可能である。第２不連続部３４も実質的に第１不連続部２４と同様又は類似な形式に設計されて構成され、よって、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａを崩す（ｃｏｌｌａｐｓｅ）ために、および、一般的にはリベットの形式であって押しつぶされる機械的アセンブリを形成するために、力が第１上端２２および第２上端３２または第１上壁２０ｂに加えられるときに、第１不連続部２４および第２不連続部３４において第１突起２０と第２突起３０ともになじられる、圧倒される（ｃｒｕｍｐｌｅ）、または破損される。
【0023】
第２シート１４は、第２突起３０の第２下端３３から延びている第２底壁３８を含む。第２底壁３８は第２上壁３０ｂと略平行に延びており、第２側壁３０ａまたは第２下端３３は第２底壁３８から第４鋭角θΔ４をなして延びている。第２突起３０は第１突起２０の内部に積み重ね可能であるため、積み重ね構成において、第２上壁３０ｂは第１上壁２０ｂの近隣に配置されており、第２側壁３０ａは第１側壁２０ａの近隣に配置されている。第１不連続部２４および第２不連続部３４は好ましくは、互いの近隣に配置されており、または、積み重ね構成において略整列している。第１上壁２０ｂおよび第２上壁３０ｂならびに第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａは好ましくは、積み重ね構成において対面して係合しているように配置されているが、これに限られず、積み重ね構成においてわずかに分離してもまたは距離を空いていてもよい。第１突起２０および第２突起３０は、第１シート１２を第２シート１４に固定するために押しつぶされた後、一般的にはリベットの形式であって押しつぶされた構成において係合し合っているように配置されればよい。
【0024】
第２底壁３８は、第２突起３０の第２下端３３の周囲に配置された略平面状の壁であり、好ましくは第２シート１４の山部１４ｃの１つに位置している。第２突起３０は好ましくは、第２シート１４上の第２の複数突起１４ａの約２分の１を含む、第２シート１４上の第２の複数突起１４ａのうちの１つであり、なお、第２の複数突起１４ａの他の２分の１が谷部１４ｄに位置している。
【0025】
組み立てされた構成において、第２シート１４の山部１４ｃの上面１４ｂが谷部１２ｄの比較的に低い表面と接触してくるため、積み重ね構成において、第２突起３０は第１突起２０の内部に積み重ねられまたは位置しており、第２の複数突起１４ａの山部１４ｃ上の突起は、第１の複数突起１２ａの谷部１２ｄ上の突起の内部に位置しており、よって、第２シート１２の谷部１２ｄと第１シートの山部１２ｃとの間における流路が形成される。積み重ね構成において、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４ａのそれぞれによって、組み立てされた構成において第１シート１２と第２シート１４とともに横方向に固定されている。積み重ね構成において、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４ａの第１突起２０および第２突起３０を含むこれらの突起は、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａ、ならびに他の積み重ねられた突起の側壁をねじるに十分な力を、第１上壁２０ｂおよび第２上壁３０ｂに対して下向きに適用することによって、力適用後に押しつぶされる。第１不連続部２４および第２不連続部３４によって、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａにおける一貫した破損、ならびに、押しつぶされたときの第１突起２０および第２突起３０のねじりまたは変形が提供され、よって、比較的に一貫して押しつぶされた突起１２ａ、１４ａ、２０、３０が形成され、横方向と縦方向とともに、または、第１底壁２８および第２底壁３８に対して面外方向に、第１シート１２が第２シート１４に固定される。第１不連続部２４および第２不連続部３４によって、先行技術の突起１と比べてより小さい力で突起１２ａ、１４ａ、２０、３０が押しつぶされて破損されるため、突起１２ａ、１４ａ、２０、３０を押しつぶすために利用されるツールにより小さい反力が適用され、ツールに対する設定要求がより軽くなる。
【0026】
積み重ね構成において、第１底壁２８は第２底壁３８の近隣に配置されており、好ましくは、互いに対面して係合しているように配置されており、第１上壁２０ｂおよび第２上壁３０ｂに対して力が適用されるときに第１底壁２８および第２底壁３８が支持される。十分な力が提供されるとき、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａ、ならびに、積み重ね構成におけるかつ力が適用される、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４ａのそれぞれの側壁は、第１不連続部２４および第２不連続部３４ならびに関連の不連続部においてねじられ、リベット系の接合を形成する。組み立てされた構成において、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４ａの積み重ねた突起のそれぞれは、第１シート１２と第２シート１４とともに固定するように押しつぶされなくてもよく、例えば、第１シート１２および第２シート１４の縁部にある突起のみが押しつぶされてもよく、または、積み重ねた第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４ａのうちの一部のみが押しつぶされてもよい。
【0027】
第１好ましい実施例において、第１不連続部２４および第２不連続部３４は、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａのそれぞれの周りにおいて周方向に形成された、かつ、積み重ね構成において整列している、単一の不連続部によって構成されている。第１不連続部２４および第２不連続部３４は、図２～図４に示されて本明細書で説明された、側壁２０ａ、３０ａの周りにおいて周方向に形成された不連続部によって形成される形態に限られず、他には、積み重ね構成において整列していないように設計されて構成された不連続部によって形成されてもよい。第１不連続部２４および第２不連続部３４は、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａに関連し得るほぼ任意の寸法および形状を取ってもよく、第１上壁２０ｂおよび第２上壁３０ｂに力が適用されるときに第１突起２０および第２突起３０を一貫して破損させる。例えば、第１不連続部２４および第２不連続部３４は、第１側壁２０ａおよび第２側壁３０ａに埋め込まれたまたは形成された穴または応力集中部によって形成されてもよく、よって、積み重ね構成において押しつぶす力が適用されるときに第１突起２０および第２突起３０は一貫して押しつぶされる、ねじられる、または崩される。第１シート１２および第２シート１４の第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４のそれぞれは、第１好ましい実施例における第１突起２０および第２突起３０と同様または実質的に同様のように設計されて構成されているが、これに限られない。他には、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４の一部は、設計者および利用者の好みに基づいて設計されて構成されてもよく、例えば、組み立てされた第１シート１２および第２シート１４において強度または剛性の特徴を特に提供するように設計されて構成されてもよく、または、他の設計上の考慮のために設計されて構成されてもよい。
【0028】
第１シート１２および第２シート１４は限定的ではなく、代替的なアセンブリは、シートの比較的に大きなアセンブリを定義するために、第１シート１２および／または第２シート１４と積層され得るまたは組み立てられ得る追加的なシート（図示せず）を含んでもよく、当該追加的なシートは、それから延びている、かつ、積み重ね構成に配置され得る、同様な複数の突起を有する。本開示を読んだ当業者にとって、複数のシート１２、１４のアセンブリは、最終的に接触体を定義するパックとして説明され得ることが明らかである。アセンブリは代替的にルーバー（ｌｏｕｖｅｒ）、ドリフトエリミネータ（ｄｒｉｆｔ ｅｌｉｍｉｎａｔｏｒ）、チューブセトラ（ｔｕｂｅ ｓｅｔｔｌｅｒ）、水中固定フィルム媒体（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｆｉｘｅｄ ｆｉｌｍ ｍｅｄｉａ）、散水濾床媒体（ｔｒｉｃｋｌｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｍｅｄｉａ）、または、ともに組み立てられた複数のシート１２、１４によって形成された関連アセンブリとして説明され得る。
【0029】
図５～図７を参照すると、第２好ましい実施例の第１突起１２０および第２突起１３０は、第１好ましい実施例の第１突起２０および第２突起３０と類似点を有し、類似な参照番号は類似な特徴を特定するに利用され、第１好ましい第１突起２０および第２突起３０から、第２好ましい第１突起１２０および第２突起１３０を差別化するために、「１」番台の参照番号が利用される。第２好ましい第１突起１２０および第２突起１３０は第１上壁１２０ｂおよび第２上壁１３０ｂ、第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａ、ならびに、第１底壁１２８および第２底壁１３８をそれぞれに含む。第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａは第１上端１２２および第２上端１３２、ならびに第１下端１２３および第２下端１３３をそれぞれに含む。本発明の好ましい実施形態のそれぞれの場合のように、第２好ましい実施例の第１突起１２０および第２突起１３０は、ルーバー、ドリフトエリミネータ、チューブセトラ、水中固定フィルム媒体、散水濾床媒体、または関連するアセンブリなどのシートアセンブリを定義するように第１シート１２および第２シート１４に組み込まれている。
【0030】
第２好ましい実施例の第１側壁１２０ａは、第１上端２２と第１下端２３との間の第１側壁２０ａの限られた周面部（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）に定義された第１不連続部１２４を含む。第２好ましい実施例において、第１不連続部１２４は、第１側壁２０ａにおけるへこみによって形成されており、当該へこみは、第１側壁２０ａの中点の近くで比較的に急となって第１底壁１２８に向かって先細くなる。第２好ましい実施例の第１不連続部１２４は中脚部（ｍｉｄｄｌｅ ｌｅｇ）を含み、当該中脚部は、上壁２０ｂに対して実質的に垂直に延びており、そして先細りまたは角度の付いた第１下端１２３に遷移する。中脚部１２６は、実質的に垂直に延びている、または、先細く上端１２０ｂへ延びている。第１不連続部１２４は、第１上端１２２と第１下端１２３との間の第１側壁１２０ａの勾配の変化によって実質的に定義される。第１不連続部１２４は、組み立てにわたって第１突起２０が押しつぶされるときに一貫して破損するまたはねじられるように設計される。第２好ましい実施例の第１不連続部１２４は、先行技術の突起１と比べると、組み立てにわたる再現可能性を提供するため、組み立てられた第１シート１２および第２シート１４、またはパックアセンブリの強度を増加する。また、第１突起１２０を押しつぶされるにはより小さい力を求めるため、第１突起１２０を押しつぶすように設計されたツールおよび機構に対する構造的要求、摩損、および破損が低減される。好ましい第１不連続部１２４の一貫性のあるまたは再現可能な破損モードは、既知かつ再現可能な方法で、不連続部１２４において材料の弾性限歪を局部的に超える応力集中を介して、突起１２ａ、１４ａを破損させることによって、押しつぶしまたは組み立てにわたって既知の破損モードを提供する。第１中脚部１２６は、上壁１２０ｂに対してわずかに先細く伸びている形態に限られず、他の角度をなして延びてもよく、好ましくは、垂直にまたは第１突起１２０の内部空間からわずかに離れるように延びており、よって、ペアの第１突起１２０は積層可能または積み重ね可能となる（図７）。
【0031】
第２好ましい実施例の第１側壁１２０ａは第１上壁１２０ｂから第１鋭角Δ１をなして延びている。第２好ましい実施例において、第１鋭角Δ１は約７０度から８７度（７０°～８７°）であり、第１突起２０は、平坦な底部または上壁２０ｂを有する、略円錐台またはひっくり返ったカップの形状を有する。第１突起２０は、第１上壁２０ｂから第１鋭角Δ１をなして延びている形態、または略円錐台の形状を有する形態に限られず、さらに広い範囲の第１鋭角Δ１をなしてもよい。例えば、第１鋭角Δ１は約４５度から８７度（４５°～８７°）の範囲にあってもよく、第１側壁２０ａは、弧状の上壁２０ｂまたは平坦な上壁２０ｂに遷移する略弧状を有してもよい。第１側壁１２０ａは好ましくは第１底壁１２８から第２鋭角Δ２をなして延びており、当該第２鋭角Δ２は第１不連続部１２４においてまたは第１不連続部１２４の近くにおいて測定される。第２鋭角Δ２は好ましくは、第１鋭角Δ１と実質的に同様であり、または、第２鋭角Δ２よりわずかに小さく、そして、第１不連続部１２４から離間している部分において、第１側壁１２０ａは第１底壁１２８から第１鋭角Δ１をなして延びている。第１突起２０は好ましくは、以下に詳細に説明されるように、対向する突起と積み重ねられる寸法および形状に形成される。
【0032】
第２好ましい実施例において、第１不連続部１２４は、第１側壁１２０ａにおけるへこみによって形成されており、当該へこみは、第１側壁１２０ａの中点の近くで比較的に急となって第１下端１２３に向かって先細くなる。第２好ましい実施例の第１不連続部１２４は中脚部１２６を含み、当該中脚部は、上壁１２０ｂに対して実質的に垂直に延びており、そして先細りまたは角度の付いた第１下端１２３に遷移する。第１不連続部１２４は、第１側壁１２０ａの一部において、第１上端１２２と第１下端１２３との間の第１側壁１２０ａの勾配の変化によって実質的に定義される。第１不連続部１２４は、組み立てにわたって第１突起１２０が押しつぶされるまたはねじられるときに一貫して破損するまたはねじられるように設計される。第１不連続部１２４は、先行技術の突起１と比べると、組み立てにわたる再現可能性を提供するため、組み立てられた第１シート１２および第２シート１４、またはパックアセンブリの強度を増加する。また、第１突起１２０を押しつぶされるにはより小さい力を求めるため、第１突起１２０を押しつぶすように設計されたツールおよび機構に対する構造的要求、摩損、および破損が低減される。好ましい第１不連続部１２４の一貫性のあるまたは再現可能な破損モードは、既知かつ再現可能な方法で、不連続部１２４において材料の弾性限歪を局部的に超える応力集中を介して、突起１２ａ、１４ａを破損させることによって、押しつぶしまたは組み立てにわたって既知の破損モードを提供する。第１中脚部１２６は、上壁１２０ｂに対して実質的に垂直に延びている形態に限られず、他の角度をなして延びてもよく、好ましくは、垂直にまたは第１突起１２０の内部空間からわずかに離れるように延びており、よって、ペアの第１突起１２０は積層可能または積み重ね可能となる（図７）。
【0033】
第２好ましい実施例の第２シート１４は、第２側壁１３０ａおよび第２上壁１３０ｂを有する第２突起を含み、第２側壁１３０ａは第２上壁１３０ｂから第３鋭角１θ３をなして延びている。第２側壁１３０ａは好ましくは第２底壁１３８から第４鋭角１θ４をなして延びている。第２側壁１３０ａは第２上端１３２および第２下端１３３を含む。第２不連続部１３４は、第２上端１３２と第２下端１３３との間の第２側壁１３０ａに定義されている。第２好ましい実施例の第２不連続部３４は第２中脚部１３６を含み、当該第２中脚部１３６は、第２上端１３２と第２下端１３３との間の第２側壁１３０ａの一部に沿って延びており、かつ、第２上壁１３０ｂと略垂直に延びている。第２突起１３０は、第１突起１２０と類似または実質的に同様な設計および構成を有し、よって、積み重ね構成（図７）において、第２突起１３０は第１突起１２０の内部に配置され得るまたは積み重ね可能である。第２不連続部１３４も実質的に第１不連続部１２４と同様又は類似な形式に設計されて構成され、よって、第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａを崩すために、および、一般的にはリベットの形式であって押しつぶされる機械的アセンブリを形成するために、力が第１上端１２２および第２上端１３２または第１上壁１２０ｂに加えられるときに、第１不連続部１２４および第２不連続部１３４において第１突起１２０と第２突起１３０ともになじられる、圧倒される、または破損される。
【0034】
組み立てされた構成または積み重ね構成において、第２突起１３０は第１突起１２０の内部に配置されておりまたは積み重ねられており、第２の複数突起１４ａの山部１４ｃにおける突起は、第１の複数突起１２ａの谷部１２ｄにおける突起の内部に配置されており、よって、第２シート１２の谷部１４ｄと第１シート１２の山部１４ｃとの間に流路が形成される。積み重ねられた第１突起１２０および第２突起１３０は、第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａをねじるに十分な力を、第１上壁１２０ｂおよび第２上壁１３０ｂに対して下向きに適用することによって、実質的に押しつぶされる。第１不連続部１２４および第２不連続部１３４によって、第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａにおける一貫した破損、ならびに、押しつぶされたときの第１突起１２０および第２突起１３０のねじり、崩し、または変形が提供され、よって、比較的に一貫して押しつぶされた突起１２０、１３０が形成され、横方向と縦方向とともに、または、第１底壁１２８および第２底壁１３８に対して面外方向に、第１シート１２が第２シート１４に固定される。第１不連続部１２４および第２不連続部１３４によって、先行技術の突起１と比べてより小さい力で突起２０、３０が押しつぶされて破損されるため、突起１２０、１３０を押しつぶすために利用されるツールにより小さい反力が適用される。
【0035】
第２好ましい実施例において、第１不連続部１２４および第２不連続部１３４は、第１不連続部２４および第２不連続部３４は、第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａのそれぞれの一側に形成された、かつ、積み重ね構成において整列している、単一の不連続部によって構成されている。第１不連続部１２４および第２不連続部１３４は、図５～図７に示されて本明細書で説明された、第１中脚部１２６および第２中脚部１３６をそれぞれに有する側壁１２０ａ、１３０ａの一側に形成された不連続部によって形成される形態に限られず、他には、積み重ね構成において整列していないように設計されて構成された不連続部によって形成されてもよい。第１不連続部１２４および第２不連続部１３４は、第１側壁１２０ａおよび第２側壁１３０ａに関連し得るほぼ任意の寸法および形状を取ってもよく、第１上壁１２０ｂおよび第２上壁１３０ｂに力が適用されるときに第１突起１２０および第２突起１３０を一貫して破損させる。第１シート１２および第２シート１４の第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４のそれぞれは、第２好ましい実施例における第１突起１２０および第２突起１３０と同様または実質的に同様のように設計されて構成されているが、これに限られない。他には、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４の一部は、設計者および利用者の好みに基づいて設計されて構成されてもよい。
【0036】
図８～図１０を参照すると、第３好ましい実施例の第１突起２２０および第２突起２３０は、第１好ましい実施例および第２好ましい実施例の第１突起２０、１２０および第２突起３０、１３０と類似点を有し、類似な参照番号は類似な特徴を特定するに利用され、第１好ましいおよび第２好ましい第１突起２０、１２０および第２突起３０、１３０から、第３好ましい第１突起２２０および第２突起２３０を差別化するために、「２」番台の参照番号が利用される。第３好ましい第１突起２２０および第２突起２３０は第１上壁２２０ｂおよび第２上壁２３０ｂ、第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａ、ならびに、第１底壁２２８および第２底壁２３８をそれぞれに含む。第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａは第１上端２２２および第２上端２３２、ならびに第１下端２２３および第２下端２３３をそれぞれに含む。
【0037】
第２好ましい実施例の第１不連続部２２４および第２不連続部２３４は、第１突起２２０および第２突起２３０における、ペアとなる（すなわち、一対の）対向する不連続部またはくぼみ２２４、２３４をそれぞれに含む。対向する不連続部またはくぼみ２２４、２３４は好ましくは、第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａの中点にそれぞれに配置されており、かつ、第１上端２２２および第２上端２３２と第１下端２２３および第２下端２３３との間に配置されている。不連続部２２４、２３４は実質的には第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａの勾配の変化によって形成されている。対向する第１不連続部２２４および第２不連続部２３４のそれぞれは中脚部２２６、２３６を含む。突起２２０、２３０は、対向する第１不連続部２２４および第２不連続部２３４をそれぞれに含む形態に限られず、突起２２０、２３０の周囲から離間している、２つより多くの不連続部２２４、２３４を含んでもよく、または、第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａの周囲において、第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａに沿った様々な位置に配置された複数の突起２２０、２３０を含んでもよい。好ましくは、第２好ましい実施例の第１不連続部２２４および第２不連続部２３４によって、突起２２０、２３０を押しつぶされたポジティブロックまたはリベット系のポジティブロックに押しつぶすための、一貫した比較的に小さい力が可能となる。
【0038】
第３好ましい実施例において、第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａは第１上壁２２０および第２上壁２３０ｂから第１鋭角２Δ１および第３鋭角２θ３をなして延びており、これらの鋭角は好ましくは実質的に等しい。第１側壁２２０ａおよび第２側壁２３０ａは好ましくは第１上壁２２８、第２上壁２３８から第２鋭角２Δ２および第４鋭角２θ４をなして延びており、これらの鋭角は好ましくは実質的に等しい。ただし、鋭角２Δ１、２θ３、２Δ２、２θ４は、前述したほど制限されておらず、設計者の好みまたは実施の目的に基づいて、寸法が決定され得て構成され得る。
【0039】
図１１～図１３を参照すると、第４好ましい実施例の第１突起３２０および第２突起３３０は、第１好ましい実施例、第２好ましい実施例および第３好ましい実施例の第１突起２０、１２０、２２０および第２突起３０、１３０、２３０と類似点を有し、類似な参照番号は類似な特徴を特定するに利用され、第１好ましい、第２好ましいおよび第３好ましい第１突起２０、１２０、２２０および第２突起３０、１３０、２３０から、第４好ましい第１突起３２０および第２突起３３０を差別化するために、「３」番台の参照番号が利用される。第４好ましい第１突起３２０および第２突起３３０は第１上壁３２０ｂおよび第２上壁３３０ｂ、第１側壁３２０ａおよび第２側壁３３０ａ、ならびに、第１底壁３２８および第２底壁３３８をそれぞれに含む。第４好ましい実施例の第１不連続部３２４および第２不連続部３３４は、第１上端３２２および第２上端３３２と第１下端３２３および第２下端３３３との間の中脚部３２６、３３６を含む。当該中脚部３２６、３３６は、上弧状部３２６ａ、３３６ａおよび下弧状部３２６ｂ、３３６ｂによって、第１上端３２２および第２上端３３２ならびに第１下端３２３および第２下端３３３からそれぞれに分離している。第１側壁３２０ａおよび第２側壁３３０ａの第１上端３２２および第２上端３３２は、第１上壁３２０ｂおよび第２上壁３３０ｂから、上弧状部３２６ａ、３３６ａに、第１中脚部３２６および第２中脚部３３６に、下弧状部３２６ｂ、３３６ｂに、第１下端３２３、３３３に、そして第１底壁３２８および第２底壁３３８に、それぞれに延びている。第１不連続部３２６および第２不連続部３３６は実質的には、第１側壁３２０ａおよび第２側壁３３０ａの勾配の変化によって定義されており、または、第１上端３２２および第２上端３３２と第１中脚部３２６および第２中脚部３３６との間、かつ、第１下端３２３および第２下端３３３と第１中脚部３２６および第２中脚部３３６との間にある変曲点によって定義されている。
【0040】
第１上端３２２および第２上端３３２は好ましくは第１上壁３２０ｂおよび第２上壁３３０ｂから第１鋭角３Δ１、第３鋭角３θ３をなして延びており、第４好ましい実施例においてこれらの鋭角は約５０度から６０度（５０°～６０°）である。また、第４好ましい実施例の中脚部３２６、３３６は好ましくは、水平方向または上壁３２０ｂ、３３０ｂの平面に対して中脚部角度３Ωをなして延びており、当該中脚部角度３Ωは約７０度から８７度（７０°～８７°）である。第１下端３２３および第２下端３３３は好ましくは第１底壁３２８および第２底壁３３８から第２鋭角３Δ２、第４鋭角３θ４をなして延びており、第４好ましい実施例においてこれらの鋭角は約５０度から６０度（５０°～６０°）である。第１鋭角３Δ１、第２鋭角３Δ２、第３鋭角３θ３、第４鋭角３θ４、および中脚部角度３Ωはこれらの特定の角度に限られないが、これらの角度によれば、ペアの第１突起３２０および第２突起３３０の積層、ならびに、第１突起３２０および第２突起３３０を積み重ね構成（図１３）からポジティブロックに押しつぶすことが促進されるため、第４好ましい実施例では好ましい。
【0041】
図１４～図１６を参照すると、第５好ましい実施例の第１突起４２０および第２突起４３０は、第１好ましい実施例、第２好ましい実施例、第３好ましい実施例および第４好ましい実施例の第１突起２０、１２０、２２０、３２０および第２突起３０、１３０、２３０、３３０と類似点を有し、類似な参照番号は類似な特徴を特定するに利用され、第１好ましい、第２好ましい、第３好ましいおよび第４好ましい第１突起２０、１２０、２２０、３２０および第２突起３０、１３０、２３０、３３０から、第５好ましい第１突起４２０および第２突起４３０を差別化するために、「４」番台の参照番号が利用される。第５好ましい第１突起４２０および第２突起４３０は第１側壁４２０ａおよび第２側壁４３０ａ、第１上壁４２０ｂおよび第２上壁４３０ｂ、ならびに、第１底壁４２８および第２底壁４３８をそれぞれに含む。第４好ましい実施例の第１不連続部４２４および第２不連続部４３４は、第１側壁４２０ａおよび第２側壁４３０ａ全体の周りに周方向に延びている中脚部４２６、４３６をそれぞれに含む。中脚部４２６、４３６は、押しつぶされていない構成において、実質的に垂直に延びており、または、第１上壁４２０ｂおよび第２上壁４３０ｂならびに第１底壁４２８および第２底壁４３８に対して実質的に垂直である。中脚部４２６、４３６によって第１側壁４２０ａおよび第２側壁４３０の勾配の変化が生じる。当該勾配の変化によって、第１不連続部４２４および第２不連続部４３４は定義されている。中脚部４２６、４３６は、略垂直に延びており、または、第１上壁４２０ｂおよび第２上壁４３０ｂならびに第１底壁４２８および第２底壁４３８に対して実質的に垂直である。第５好ましい実施例の第１不連続部４２４および第２不連続部４３４は、第１好ましい実施例、第２好ましい実施例、第３好ましい実施例および第４好ましい実施例と実質的の同様または類似な機能を発揮し、第１突起４２０および第２突起４３０の積み重ねを促進し、押しつぶす力が第１側壁４２０ａおよび第２側壁４３０に適用されてポジティブロックを形成するときの、第１突起４２０および第２突起４３０の一貫したねじりまたは破損も促進する。
【0042】
第５好ましい実施例の第１上端４２２および第２上端４３２は上壁４２０ｂ、４３０ｂから第１鋭角４Δ１、第３鋭角４θ３をなして延びており、第５好ましい実施例においてこれらの鋭角は約７０度から８７度（７０°～８７°）である。第３好ましい実施例の中脚部４２６、４３６は好ましくは第１上壁４２０ｂおよび第２上壁４３０ｂに対して実質的に垂直に延びている。第１下端４２３および第２下端４３３は好ましくは第１底壁４２８および第２底壁４３８から第２鋭角４Δ２、第４鋭角４θ４をなして延びており、第５好ましい実施例においてこれらの鋭角は約６０度から８０度（６０°～８０°）である。第１鋭角４Δ１、第２鋭角４Δ２、第３鋭角４θ３、および第４鋭角４θ４はこれらの特定の角度に限られないが、これらの角度によれば、ペアの第１突起４２０および第２突起４３０の積層、ならびに、第１突起４２０および第２突起４３０を積み重ね構成（図１５）からポジティブロックに押しつぶすことが促進されるため、第５好ましい実施例では好ましい。
【0043】
図１Ａおよび図１５～図１７を参照すると、好ましい機械的アセンブリの動作は第５好ましい実施例を中心に説明されるが、第１好ましい実施例、第２好ましい実施例、第３好ましい実施例および第４好ましい実施例は実質的に同様な形式で機能する。利用時、第１シート１２および第２シート１４は相対的に配置されており、よって、谷部１２ｄにおける第１の複数突起１２ａは、第２シート１４の山部１４ｃにおける第２の複数突起１４ａの真上に整列している。その後、第１シート１２と第２シート１４とともに押され、第１突起２０および第２突起３０を含む特定の突起１２ａ、１４ａは積み重ね構成（図４、図７、図１０、図１３および図１５）になる。その後、積み重ねられた、第１上壁２０ｂおよび第２上壁３０ｂを含む、突起１２ａ、１４ａの上壁に力が適用される。当該力は好ましくはツールによって機械的に適用される。当該力は好ましくは、側壁２０ａ、３０ａをねじらせて、第１突起２０および第２突起３０を含む特定の突起１２ａ、１４ａを変形させて、第１底壁２８、１２８、２２８、３２８、４２８および第２底壁３８、１３８、２３８、３３８、４３８に向いて崩すに十分である。
【0044】
図１５～図１７を特に参照すると、第５好ましい実施例の積み重ねられた第１突起４２０および第２突起４３０の押しつぶしロック（ｃｒｕｓｈ ｌｏｃｋｉｎｇ）または機械的な組み立てにわたって、好ましくは力によって側壁４２０ａ、４３０ａは不連続部４２４、４３４からねじれるまたは圧倒される。側壁４２０ａ、４３０ａは好ましくは、第１突起４２０および第２突起４３０が互いに積み重ねられているときに自身の上に折り畳まれる。このような折り畳みによって、第１シート１２および第２シート１４は、崩されて結合された突起４２０、４３０において固定されるまたは係合される。押しつぶされた構成またはポジティブロック構成において、第１突起４２０および第２突起４３０は、第１側壁４２０ａ（図１７）が第１底壁４２８に面して係合してこないように押しつぶされ得て、または、側壁４２０ａ、４３０ａは、第１側壁４２０ａが第１底壁４２８に面して係合するように押しつぶされ得る。追加的なシート（図示せず）は、まだ押しつぶされていない第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４ａを有する追加的なシートにおける追加的な突起を整列させて押しつぶすことによって、係合されたまたは接合された第１シート１２および第２シート１４に続いて追加され得る。
【0045】
好ましい突起２０、３０、１２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４２０、４３０は好ましくは、十分な力が突起２０、３０、１２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４２０、４３０に適用されるときに、不連続部２４、３４、１２４、１３４、２２４、２３４、３２４、３３４、４２４、４３４が突起２０、３０、１２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４２０、４３０の材料の弾性限歪を局部的に超える応力集中をもたらすように構成されている。不連続部２４、３４、１２４、１３４、２２４、２３４、３２４、３３４、４２４、４３４における突起２０、３０、１２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４２０、４３０の一貫した破損によって、第１シート１２を第２シート１４および追加的なシートに固定するためのポジティブロックまたは押しつぶされた接合箇所（ｊｏｉｎｔ）に関する再現可能な強度パフォーマンスが得られる。
【0046】
図１～図１７を参照すると、好ましい実施例において、第１の複数突起１２ａは、第１突起２０、１２０、２２０、３２０、４２０、第３突起４０、およびいくつかの追加的な突起を含む。第２の複数突起１４ａは、第１突起３０、１３０、２３０、３３０、４３０、第３突起４２、およびいくつかの追加的な突起を含む。第３突起４０は、積み重ね構成において第４突起４２の内部に積み重ねられ、ポジティブロックまたはリベット系の接合を形成するように押しつぶされ得る。好ましい実施例において、第１の複数突起１２ａおよび第２の複数突起１４のそれぞれは一般的には、積み重ね構成において互いに内部に積み重ね可能のように円錐台の形状を有する。
【0047】
広い発明概念から逸脱することなく、上述した実施例に変更を加えることができることは当業者に理解されたい。よって、本発明は、記載された特定の実施例に限定されず、本開示および添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲内の修正を含もうとすることが理解される。
【図1】
【図1A】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図12A】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】