JP2014532155A - 機械的に連結するフレームアセンブリ - Google Patents

Abstract

機械的に連結する部品を含む構造フレームアセンブリが提供される。フレームアセンブリは、レールに係合するブラケットを含む接合部において互いに相互接続するレールと、レールの外面を通って延びるスロットと繋がっているレールの空洞内に保持されたナットとを有する。ボルトは、ブラケットの孔およびレールのスロットを斜めに貫通して、空洞内に保持されたナットに動作可能に係合することができる。ボルトを締め付けると、ブラケットとレールとを自動的に自己整列させて精密な接合部を設けるようにして、空洞を通して斜めにナットを引っ張ることができる。

Description

本発明は、概して、建造物、家具、および／または他の部品を作製するのに使用される金属製のフレームアセンブリに関し、詳細には、レールまたは他のモジュール式フレームの部品を互いに機械的に連結できる、ブラケットなど、機械的に連結する部品に関する。

押し出し成形した金属または他のレールを構造部材として用いた構造フレームアセンブリが知られており、自動化設備を備えた支持体または固定用部品として、ならびに家具および建造物の部品のために広く使用されている。こうした部品、例えば、レールは、典型的には、接合部においてネジ山付きの留め具で共に保持されている。その留め具は、レールに対して直交にまたは直角方向に延びるボルトを含み、ナット、捕捉されるナット、および／またはネジ山付きのインサート内に受容されて、接合部においてそれぞれ相互接続を行い、それを維持する。しかし、互いに対して回転するボルト、捕捉されたナット、および／またはネジ山付きのインサートは、接合部が使用中に振動を受けるかまたは荷重を受ける状態および荷重のない状態にあると経時的に緩むことがある。

本発明者は、既知のフレームアセンブリシステムでは、部品が各接合部において自由に回転できるかまたは別法で互いに対して実質的に移動できるので、組み立ておよび整列の手順が苛立たしいことがあることを認識している。本発明者は、そのような移動が典型的には、留め具によって画定された回転軸を中心に接合部の部品が回転することによって生じ、その留め具は接合部の部品に全体に直交してレールまで延びることも認識している。本発明者は、１つの接合部において部品が移動するとその接合部に直接的にまたは間接的に接続された他の全ての部品が移動することになると認識している。本発明者はさらに、こうした既知のシステムにおいて一方の角を調節すると、他方の角または他の部品の調整が不良になる傾向があり、それによりこうしたシステムの精密度の設定が実用的でないものになるかまたは不可能になる場合があることを認識している。本発明者は、フレームアセンブリが構築された後に、一部の用途で使用する間に、接合部が非常に頻繁に緩む傾向があり、そのため、フレームアセンブリの次の調節までの時間を延ばそうとしてユーザが接合部をピンで留めるかまたは溶着することがあると認識している。

本発明者は、ネジ山付きの留め具を用いてレールを互いに接続する構造フレームアセンブリでは、そのネジ山付き留め具を締め付けることでレールが変形する恐れがあることも認識している。本発明者は、長手方向に延びるチャネルを有するレール内にネジ山付き留め具を締め付けるときは、ナット、捕捉されるナット、および／またはネジ山付きのインサートが、レールの一部分に係合し、それにより、レールの対向する側部が互いから離れて外向きに曲がって、接合部においてレールが広がってレールが変形することも認識している。

本発明者はさらに、何らかの接合部の緩みは荷重に誘発されたボルトの伸びおよび／またはネジ山付きの留め具のネジ山の摩耗が原因のことがあり、それにより、レールに対して直交してまたは直角の方向に延びるボルトを有する接合部において、緩みの量は接合部内に生じる隙間の大きさに相当することがあり、その接合部内の隙間の大きさはボルトの伸びの量またはネジ山の摩耗の量に相当することを認識している。本発明者は、ボルトの伸びおよびネジ山の摩耗が原因の接合部の緩みは、接合部において互いに接合される部品の当接面によって画定されたインターフェースに斜めにまたは直交しない角度で交差するボルトを有するボルトアセンブリを提供することによって比較的低減できることを認識している。本発明者は、ボルトの伸びまたはネジ山の摩耗によって接合部において到達されることがある隙間の大きさは、かわりに、接合部において互いに接合される部品の当接面の間のインターフェースに対して直交してまたは直角の方向に整列するこうした伸びまたはネジ山の摩耗のベクトル成分に相当することがあることを認識している。

したがって、本発明の主な目的および特性は、接合部の部品が締め付けられる間に機械的にそれ自体が整列するように互いに係合する機械的なインターフェースを備えた接合部を有する構造フレームアセンブリを提供することである。

このために、留め具を締め付ける間に手動で測定および調節することなく、比較的高精度に自動的に自己整列する構造フレームアセンブリを提供する。例えば、共通の平面内に精密に位置するレールによって、および接合位置で留め具を単に締め付けるだけで、使用するコーナーブラケットの特定の構成に基づいて９０度、または（１または複数の）他の角度で精密に交差するレールによって、精密に組み立てできる構造フレームアセンブリを提供することもできる。また、その最終用途の寸法の正確さおよび精密度が構造フレームアセンブリの個々の部品の寸法の正確さおよび精密度に応じて制限され、正確かつ精密に手動で部品を整列させる際に実質的に組立工の技能によって制限されることがない構造フレームアセンブリを提供することもできる。これにより、技能が比較的低い組立工が構造フレームアセンブリを高精度に組み立て、それを比較的迅速に行うことを可能にすることができる。このように自動的に自己整列する様々な部品の性能により、荷重および／または振動を受けた後で構造フレームアセンブリが緩んだ状態になるときに、構造フレームアセンブリの接合部がその精密に据え付けられた位置に回復する、すなわち「ゼロに戻る」ことを可能にすることもできる。これにより、接合部において直交して延びる留め具を中心に部品が直面した状態で回転方向に滑るのではなく、例えば主にレールを曲げることで荷重を吸収することによって、使用中に構造フレームアセンブリがその精密度の設定の位置から歪むことを防止することができる。これは、接合部アセンブリの連結する部品が、荷重を受け、荷重のない状態になり、振動を受ける間に、位置合わせから外れて回転するのではなく、使用中に互いに対してさらに着座することを可能にすることもでき、接合部の位置合わせの完全性を強化するかまたは少なくとも維持することができる。

本発明の別の態様によれば、接合部において互いに接合された部品の積み重ねの当接面に対して直交しない角度でボルトを斜めに収容できるブラケットを含む接合部を備えた構造フレームアセンブリが提供される。これにより、非常に剛性が高く、留め具の緩みを阻み、ボルトの伸びおよびネジ山の摩耗が原因の接合部の緩みの影響を比較的受けにくく、再利用できる部品を有する構造フレームアセンブリを提供することができる。これにより、自動化設備で、例えば、ブランキングステーションに組み込むためにまたはブランキングツールを構築するための他の用途のために、構造フレームアセンブリを使用することを可能にすることができ、部品の精密な据え付けおよび使用中の寸法の安定性をもたらしながらあるツールが使用されず廃棄された後に後続のツールで再構成および再利用できる。

本発明の別の態様によれば、１対の当接壁を有するレールを含む構造フレームアセンブリが提供され、その１対の当接壁は、互いに離間しており、レールの外面から離れてレールを通って長手方向に延びる空洞の中間部分に向かって斜めに下がって延びる。１対のショルダと、そのショルダから延びる１対の側壁とを有するナットが空洞内に保持される。ナットのショルダは、レールの当接壁に係合することができ、ナットの側壁の少なくとも一方が、レールから離間してそれらの間に隙間を画定することができる。ボルトが、レールを通って斜めに延び、ボルトを回転させるとナットが空洞を通って斜めに前進または後退するように、ナットに動作可能に係合する。これは、複数のステップで、すなわち、ナットの側壁とレールとの間の隙間に隣接して配置されたナットのショルダの一方とレールの当接壁とを係合させて、レールの当接壁の端部において画定された縁部を中心にナットが空洞内で回転することが可能になり、そのため、第２のナットショルダが空洞の対向する側の第２の当接壁に係合するまでナットが回転することによって、ナットのショルダがレールの当接壁に係合することを可能にすることができる。ナットのショルダおよびレールの当接壁は、ショルダがレールの当接壁に係合した後でボルトをさらに締め付けると、ナットをレールの外面に引っ張ることができ、ショルダおよび当接壁のインターフェース面の間の内側に向けられたくさび固定作用によって、レールを横断方向に押圧することもできるように斜めにすることができる。このように、様々な部品間のインターフェースに直角の方向にクランプ留めする力を加えて、こうした部品を接合部内で共に挟み、構造フレームアセンブリの接合位置でレールを横断方向に押圧することによって、ボルトの締め付けが構造フレームアセンブリ内の接合部の多軸的な締め付けを可能にすることができる。

本明細書に添付された図面は、上記の利点および特性が明確に開示された本発明の好ましい構成、ならびに例示の実施形態の以下の説明から容易に理解される他の構成を例示している。

本発明によるフレームアセンブリの正面かつ上方からの等角図である。 図１のフレームアセンブリのレールの正面かつ上方からの等角図である。 図２のレールの上面図である。 図１のフレームアセンブリのブラケットの正面かつ上方からの等角図である。 図４のブラケットの背面かつ後方からの等角図である。 図４のブラケットの変形形態の側面図である。 図１のフレームアセンブリのナットの正面かつ上方からの等角図である 図７のナットの正面図である。 図１のフレームアセンブリの接合部の部分横断面図である。 図９の接合部の変形形態の部分横断面図である。 図９の接合部の別の変形形態の部分横断面図である。

図１を参照すると、本発明による部品から構築されたフレームアセンブリが番号１０で全体的に示されている。本明細書で以下に説明するように、本発明の部品を用いて様々な構成のフレームアセンブリを構築することができる。したがって、フレームアセンブリ１０は、本発明の部品を利用して構築できるフレームアセンブリのタイプの単なる例示である。自動化設備ならびに家具および建造物の部品のための構造上の支持体または固定用部品として使用できるフレームアセンブリ１０および相互接続された複数のフレームアセンブリ１０の他の構成が、本発明の範囲内に包含されるものとして企図される。

フレームアセンブリ１０は、反対側に互いに離間した、長手方向に延びる、第１のサイドフレーム部材すなわちフレームレール１４および第２のサイドフレーム部材すなわちフレームレール１６と、互いに離間した上側フレーム部材すなわちフレームレール１８および下側フレーム部材すなわちフレームレール２０とを含む。第１のフレームレール１４は、角に係合するブラケット２５として示された１対のブラケットによって、各接合部で上側フレームレール１８および下側フレームレール２０にそれぞれ剛直に相互接続される。同様に、第２のサイドフレームレール１６は、角に係合する１対のブラケット２５によって、各接合部で上側フレームレール１８および下側フレームレール２０にそれぞれ剛直に相互接続される。図示の実施形態では、フレームレール１４、１６、１８、および２０は構造が同一であり、したがって、本明細書の以下のフレームレール１４の説明は、本明細書で完全に説明しているかのように他のフレームレール１６、１８、および２０も説明するものと解釈される。図１および図２を参照すると、フレームレール１４は、全体的に正方形の構成または横断面のプロフィル（側面）形状を有し、長手軸に沿って延びる。代替の実施形態では、フレームレール１４は、所望の最終用途の構成に応じて、異なる横断面のプロフィル形状、例えば、円形、矩形、三角形、または何らかの他の多角形の形状（例示せず）を有することができる。

図２および図３を参照すると、フレームレール１４は４つの面３０ａ〜３０ｄによって画定された外面を有する。面３０ａ〜３０ｄはそれぞれ構造が同一であり、したがって、本明細書で以下に記載する面３０ａの説明は、本明細書で完全に説明しているかのように面３０ｂ〜３０ｄを説明するものと解釈される。図３を参照すると、フレームレール１４の面３０ａはそれぞれ、全体的に平坦であり、スロット３２をその中に含む。そのスロット３２は、フレームレール１４の全長に沿って延び、長手方向に延びる空洞３３に開いている。スロット３２および空洞３３は略対称形であり、それにより、スロット３２および／または空洞３３の一方の側の構造の説明が、単なるその鏡像であるスロット３２および／または空洞３３の他方の側の対応する構造に等しく適用可能である。スロット３２は、面３０ａから面３０ａに対して角度３８で延びる第１の側壁３４と第２の側壁３６との間にそれぞれ画定される。角度３８は１度から８９度の範囲内にあるが、好ましくは約３０度から約８０度の間にあり、最も好ましくは約７０度であることが企図される。それに応じて、こうした最も好ましい実施形態では、第１の側壁３４および第２の側壁３６はそれぞれ、スロット３２の中心線を通って延びる想像線に対して約２０度の角度を画定する。それにより、第１の側壁３４および第２の側壁３６は互いの間に約４０度の角度を画定する。スロット３２はさらに、それぞれ第１の外側当接壁４２と第２の外側当接壁４４との間にも画定される。それら第１の外側当接壁４２および第２の外側当接壁４４は、それぞれ第１の側壁３４および第２の側壁３６の対応する末端の縁部３４ａおよび３６ａそれぞれから広がっている。第１の当接壁４２は、第１の側壁３４に斜めに交差して、それらの間に９０度を超える角度を画定し、第２の当接壁４４は、側壁３６に斜めに交差して、それらの間に９０度を超える角度を画定する。好ましくは、第１の当接壁４２と第１の側壁３４との間に画定される角度は、約１１０度から約１６０度の間にあり、最も好ましくは約１３０度である。第１の内側当接壁４６および第２の内側当接壁４８が、それぞれの最も外側の部分から、空洞３３の中間部分に向かって面３０ａから離れて斜めに下がって延びる線を画定する。別の言い方をすれば、第１の内側当接壁４２および第２の内側当接壁４４は、外側当接壁４２と内側当接壁４６とを互いに繋げる内側の領域４２ａ、および外側当接壁４４と内側当接壁４８を互いに繋げる内側の領域４４ａから、面３０ａに向かって互いから広がる反対の方向に延びる。領域４２ａ、４４ａはそれぞれ、外側当接壁４２と内側当接壁４６との間および外側当接壁４４と内側当接壁４８との間で延びそれらを互いに繋げる平坦な面を画定し、そのため、領域４２ａ、４２ａと外側当接壁４２、４４および内側当接壁４６、４８との各交差部において縁部が画定される。第１の外側当接壁４２および第２の外側当接壁４４は、面３０ａに対して平行に比較的近い内側当接壁４６、４８よりも、面３０ａに対して急な角度にあり、すなわち比較的直交に近い。第１の外側当接壁４２および第２の外側当接壁４４は、好ましい一実施形態では、面３０ａに対して約６０度の角度を画定し、この実施形態の内側当接壁４６、４８は、面３０ａに対して約２０度または１９度の角度を画定する。凹形の末端の壁５０が、第１の内側当接壁４６および第２の内側当接壁４８のそれぞれ末端の縁部４６ａと４８ａとの間をそれぞれ延び、空洞３３は、内側当接壁４６と４８と凹形の末端の壁５０との間に画定される。

次に図１０を参照すると、フレームレール１４の代替の実施形態が、凹所５２を面３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの対のそれぞれの交差部に含む。凹所５２は、フレームレール１４内でそれに沿って長手方向に延びる。凹所５２はそれぞれ、互いに垂直に交差する凹所の側壁５４、５６によって画定される。次に図１１を参照すると、フレームレール１４のこの代替の実施形態は、凹所６２を面３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの対のそれぞれの交差部に含み、凹所５２と同様に、凹所６２は、フレームレール１４内でそれに沿って長手方向に延びる。凹所６２はそれぞれ、フレームレール１４内で斜めに延びる凹所の壁６４、６６によって画定され、それら凹所の壁６４、６６は凹所の底部壁６７の対向する各辺と交差する。

図４および図５を参照すると、ブラケット２５が、各レール１４、１６、１８、２０の端部を互いに相互接続する。ブラケット２５はそれぞれ、側面からみたときに略三角形の外周の形状を画定する。ブラケット２５は、第１のレッグ８０と第２のレッグ９０とが直交することによって画定されたＬ字形の本体と、第１のレッグ８０と第２のレッグ９０との間で斜めに延びるブレース１００とを含む。第１のレッグ８０は、内側の端部８１および外側の端部８２ならびに略平坦な互いに反対側の内面８５および外面８６を含む。ブラケットレール８７が、外面８６から外向きに長手方向に第１のレッグ８０の中央または中間の部分に沿って延びる。ブラケットレール８７（図５）の周囲の形状は、スロット３２のうちの第１のスロット側壁３４と第２のスロット側壁３６との間に画定された部分（図９）の周囲の形状に相当する。これにより、ブラケットレール８７がスロット側壁３４とスロット側壁３６との間でスロット３２に嵌まり込むことが可能になる。第２のレッグ９０は、内側の端部９１および外側の端部９２ならびに略平坦な互いに反対側の内面９５および外面９６を含む。ブラケットレール９７（図５）が、外面９６から外向きに長手方向に第２のレッグ９０の中央または中間の部分に沿って延びる。ブラケットレール９７は、ブラケットレール８７と同一であり、よって、ブラケットレール８７の説明は本明細書でブラケットレール９７に対して適用可能である。

続けて図４および図５を参照すると、ブレース１００は、第１のレッグ８０の外側の端部８２に繋がる第１の端部１０１と、第２のレッグ９０の外側の端部９２に繋がる第２の端部１０２とを有する。ブレース１００は、略平坦な互いに反対側の内面１０５および外面１０６を含む。第１のレッグ８０および第２のレッグ９０ならびにブレース１００の内面８５、９５および１０５は、組み合わせることで、ブラケット２５を横切って延びる三角形の開口部１１０の外側周縁部を画定する。

ブラケット２５は、ボルトを受容する２対の孔１２２、１２４、および１２６、１２８を含み、それらの孔は、第１のレッグ８０および第２のレッグ９０をそれぞれ横断方向に斜めに貫通する。第１のレッグ８０の孔１２２および１２４は、第２のレッグ９０に平行に、かつ第１のレッグ８０の中心線から第１のレッグ８０の内面８５および外面８６に直交して延びる面に対して斜めに延びる。このようにして、第１のレッグ８０の孔１２２、１２４は、孔１２２、１２４の下側開口部が第１のレッグ８０の中心線と実質的に整列するように下側開口部をブラケットレール８７の外面に画定する。孔１２２は、上側開口部および座ぐり穴を画定し、その座ぐり穴は、ボルトヘッドを受容することができ、第１のレッグ８０の内側の端部８１において内面８５中に窪んでいる。孔１２２は、第２のレッグ９０の外側の端部９２に隣接するブレース１００の側面中に延びる溝１２３と整列する。溝１２３は、三角形の開口部１１０を通してボルトを孔１２２に挿入できるように孔１２２に対して配置され、こうしたボルトを締め付けるかまたは緩めるツールのシャフト（図示せず）が、溝１２３に嵌まり込み、第２のレッグ９０に平行にかつ第１のレッグ８０に対して横断方向に斜めに、孔１２２を通してボルトを押し進めることができる。第１のレッグ８０の孔１２４は、上側開口部および座ぐり穴を画定し、その座ぐり穴は、ボルトヘッドを受容することができ、ブレース１００の第１の端部１０１において外面１０６中に窪んでいる。

続けて図４および図５を参照すると、第２のレッグ９０の孔１２６および１２８が、第１のレッグ８０に平行に、かつ第２のレッグ９０の中心線から第２のレッグ９０の内面９５および外面９６に直交して延びる面に対して斜めに延びる。このようにして、第２のレッグ９０の孔１２６、１２８は、孔１２４、１２６の下側開口部が第２のレッグ９０の中心線と実質的に整列するように下側開口部をブラケットレール９７の外面に画定する。孔１２６は、上側開口部および座ぐり穴を画定し、その座ぐり穴は、ボルトヘッドを受容することができ、第２のレッグ９０の内側の端部９１において内面９５中に窪んでいる。孔１２６は、第１のレッグ８０の外側の端部８２に隣接するブレース１００の側面中に延びる溝１２７と整列する。溝１２７は、三角形の開口部１１０を通してボルトを孔１２６に挿入できるように孔１２６に対して配置され、こうしたボルトを締め付けるかまたは緩めるツールのシャフト（図示せず）が、溝１２７に嵌まり込み、第１のレッグ８０に平行にかつ第２のレッグ９０に対して横断方向に斜めに、孔１２６を通してボルトを押し進めることができる。第２のレッグ９０の孔１２８は、上側開口部および座ぐり穴を画定し、その座ぐり穴は、ボルトヘッドを受容することができ、ブレース１００の第２の端部１０２において外面１０６中に窪んでいる。

孔１２２、１２４、および１２６、１２８が第１のレッグ８０および第２のレッグ９０を横切って延びる角度が第１のレッグ８０および第２のレッグ９０の対応する外面８６および９６に対して鋭角であることが好ましい。こうした鋭角はそれぞれ、１度から８９度の範囲内にあるが、好ましくは約３０度から約８０度の間にあり、最も好ましくは約７０度である。しかし、その鋭角は、それとは関係なく、ナット１５０の対応する孔と整列するように選択され、これについては以下でさらに詳細に説明する。

図６に示す代替の実施形態では、ブレース１００は、第１の端部１０１および第２の端部１０２それぞれに補強材１０３、１０４を含む。補強材１０３、１０４はそれぞれ、この実施形態では、ブレース１００の第１の端部１０１および第２の端部１０２の材料に取り付けられる追加の層またはその材料を厚くした部分を含む。補強材１０３、１０４は、ブラケット２５のレッグ８０、９０との第１の端部１０１および第２の端部１０２の交差部に重なる。この特定の実施形態では、補強材１０３、１０４はそれぞれその長さに沿って厚さが変動して、外面が湾曲し断面プロフィルの形状がアーチ形になり、比較的厚い中間の部分から比較的薄い両端に向かって下向きにテーパ状になる。

図１０および図１１に示す代替の実施形態では、孔１２２、１２４、１２６、および１２８は、ブラケットレール８７、９７ではなく第１のレッグ８０および第２のレッグ９０の外面８６、９６に下側開口部を有する。というのは、ブラケットレール８７、９７はそれぞれ、上述したようにレッグ８０、９０の中心線に沿って配置されるのではなく、外面８６、９６の側方の縁部に隣接して配置されるからである。図９の実施形態では、ブラケットレール８７、９７（ブラケットレール８７のみ示す）はそれぞれ、ブラケットレール８７、９７が凹所の側壁５４と５６の両方に係合するように周囲の形状が凹所５２の周囲の形状に相当する。図１０の実施形態では、ブラケットレール８７、９７（ブラケットレール８７のみ示す）はそれぞれ、凹所６２中で延び凹所の壁６４全体に蟻継ぎの様な形で係合するように構成される。

次に図９〜図１１を参照すると、ブラケットレール８７、９７の特定の構成には関係なく、ブラケットレール８７、９７は機械的なインターフェースを設けており、そのインターフェースは、接合部の相互接続された部品同士が横断方向に摺動するのを阻み、レール１４、１６、１８、２０、ブラケット２５、およびナット１５０を適切に整列させる。そのため、ボルト２００が孔１２２、１２４、および１２６、１２８を貫通し対応するナット１５０に係合することができる。ナット１５０は空洞３３の末端の端部内に設けられ、そのため、ナット１５０がレール１４の第１の面３０ａのスロット３２を通してボルト２００によってアクセス可能になって、ブラケット２５がレール１４に剛直に接続される。ナット１５０は、空洞３３を通って長手方向に摺動するようにサイズ設定され、空洞内に捕捉されており、そのため、ボルト２００の回転と共にナット１５０が回転することはない。

次に図７および図８を参照すると、ナット１５０はそれぞれ、略平面の上側壁１５５と、外向きにテーパ状の１対の側壁１６２、１６４とを有する。図９〜図１１に示すように、テーパ状の側壁１６２、１６４は、外側当接壁４２および４４の角度に相当する角度で上側壁１５５から斜めに延びる。レール１４内で外側当接壁４２と４４との間に、スロット３２の下側の部分が画定される。テーパ状の側壁１６２と１６４との間の距離が外側当接壁４２と４４との間の距離よりも短く、そのため、使用中に、本明細書の他の箇所でより詳細に説明するようにしてテーパ状の側壁１６２と外側当接壁４２との間に隙間が画定される。再度図７および図８を参照すると、１対のショルダ１６６、１６８が、テーパ状の側壁１６２、１６４の下側の部分から外向きにかつ上側壁１５５の方向に上向きに延びる。

次に図８〜図１１を参照すると、ナット１５０のショルダ１６６、１６８は、レール１４の内側当接壁４６、４８と外側当接壁４２、４４（図９）との間に画定された角度に概して相当する角度１６３、１６５（図８）で延びる。角度１６３は鈍角であることが好ましく、９１度から１７９度の範囲内にあるが、好ましくは約９５度から１０５度の間にあり、より好ましくは約１００度である。ショルダ１６６と孔１８０の長手軸との間の角度（図示せず）と、ショルダ１６８と孔１８０の長手軸との間の角度（図示せず）は互いに異なる。図８に示す実施形態では、ショルダ１６６と孔１８０の長手軸との間の角度は約９０度であり、ショルダ１６８と孔１８０の長手軸との間の角度は約５５度である。下側の湾曲した壁１７０が、ショルダ１６６の外側の端部とショルダ１６８の外側の端部との間で延びそれらを繋げる弓形の経路に沿って延びる。ナット１５０の下側の湾曲した壁１７０のプロフィル形状および曲率半径は、レール１４の空洞３３の下側の周縁部を画定する凹形の末端の壁５０の特徴に相当する。

再度図７および図８を参照すると、ナット１５０は、ナット１５０の長さに沿って互いに離間する１対の孔１８０を含む。孔１８０は、ナット１５０の長手方向ではナット１５０に直交しかつナット１５０の横断方向では斜めに延びる。孔１８０は、孔１２２、１２４、および１２６、１２８が第１のレッグ８０および第２のレッグ９０を貫通するのと同じ角度で、すなわち、横断方向に鋭角に延びる。孔１８０のこうした鋭角はそれぞれ、ナット１５０の上側壁１５５に対して、１度から８９度の範囲内にあるが、好ましくは約３０度から約８０度の間にあり、最も好ましくは約６５度である。この構成では、孔１８０はそれぞれ、実質的にナット１５０の中心線にある上側開口部と、ナットの中心線からずれている下側開口部とを有する。その下側開口部は外向きにテーパ状の側壁１６２の下方に配置されている。

図９を参照すると、レール１４、１６、１８、および２０の対を互いに相互接続する、例えば、レール１４と１８とを相互接続するために、ブラケット２５ならびにナット１５０およびボルト２００の対が用いられる。第１のナット１５０を、レール１４の面３０ａの空洞３３中に長手方向に摺動させる。ブラケット２５の第１のレッグ８０のブラケットレール８７を、レール１４の面３０ａのスロット３２中に摺動させる。ブラケット２５が所望の配置になり第１のレッグ８０の孔１２２、１２４がナット１５０の孔１８０の対と整列するまで、ブラケット２５の第１のレッグ８０およびナット１５０をレール１４のスロット３２および空洞３３を通して長さ方向に摺動させる。ネジ山のない孔１２２、１２４を通してボルト２００を挿入し、そのボルト２００をナット１５０のネジ孔１８０中にねじ込む。

続けて図９を参照すると、ボルト２００をナット１５０中に締め付けると、レールナット１５０、レール１４、およびブラケット２５を積み重ねたものを共にクランプ留めし横断方向にレール１４を押圧するようにして、接合部が多軸的に締め付けられる。各ボルト２００を締め付けると、ナット１５０をボルト２００のネジ山に沿って前進させることによってナット１５０が引っ張られる。それにより、ナット１５０が、空洞３３を横切って斜めに、（例示のように）外側当接壁４４に向かってスロット３２の左手側に引っ張り上げられる。ナット１５０が空洞３３を横切って斜めに引っ張り上げられる間に、ショルダ１６６は、（例示のように）空洞３３の右手側で内側当接壁４６に係合し、それにより、レール１４の外側当接壁４２とテーパ状の側壁１６２との間に隙間が設けられる。こうした隙間は、ナット１５０が空洞３３内で回転するのに十分な空間を提供する。このようなナット１５０の回転は、ショルダ１６６が内側当接壁４６に係合した後にボルト２００をさらに締め付け、そのため、ナット１５０をボルト２００に沿ってさらに前進させることで、内側当接壁４６と外側当接壁４２との間の内側の領域４２ａを中心にナット１５０が回転することによって行われる。次いで、ナット１５０は、ショルダ１６８が（例示のように）空洞３３の左手側で内側当接壁４８に係合するまで内側の領域４２ａを中心に回転する。ナット１５０のショルダ１６６、１６８が両方ともレール１４の内側当接壁４６、４８に係合しているときに、ボルト２００をさらに締め付けるとナット１５０がブラケット２５の近くに移動する。それにより、内側当接壁４６、４８が互いに近づくように促されて、レール１４が横断方向に押圧される。というのは、内側当接壁４６、４８とショルダ１６６、１６８との間のくさび固定作用により、内側当接壁４６、４８がショルダ１６６、１６８を横切る方向にナット１５０のテーパ状の側壁１６２、１６４に向かって摺動するからである。これにより、ボルト２００に張力をかける間に、ブラケット２５とナット１５０との間にレール１４を挟むクランプ留めする力も加えられる。

レール１８をブラケット２５およびレール１４に接続するためには、ブラケット２５の第２のレッグ９０のブラケットレール９７をレール１８の面３０ａのスロット３２中に摺動させる。上述したようなボルト２００をナット１５０中に締め付けて接合部を多軸的に締め付ける手順が繰り返されて、レール１８がブラケット２５とナット１５０との間にクランプ留めされ、ブラケット２５とレール１４および１８との組み立てが完了する。勿論、その工程は、様々なブラケット、レール、または他の部品を互いに相互接続し、より大きいシステムまたは構造物の部品またはサブアセンブリとして使用できるフレームアセンブリ１０を作製するのに所望の回数繰り返すことができる。

図１０および図１１のレール１４、１６、１８、２０およびブラケット２５の代替の実施形態でフレームアセンブリ１０を作製するためには、手順は、ブラケットレール８７、９７がスロット３２の代わりに凹所５２（図１０）および／または凹所６２（図１１）中に挿入されることを除いて、上記で説明したものと同じである。

ブラケット２５の特定の構成に関係なく、ナット１５０、レール１４、スロット３２、空洞３３、およびブラケット２５のプロフィル形状は、機械的なインターフェースが互いに係合できるようにしてこうした部品が互いに協働するように選択され、そのため、こうした接合部の部品が締め付けられる間に機械的に整列するようになることに留意されたい。好ましい実施形態では、それにより、留め具を締め付ける間に手動で測定および調節することなく、比較的高精度に自動的に自己整列し、例えば荷重または振動を受けた後で緩んだ状態に戻るときに、「ゼロに戻る」傾向すなわち使用中に接合部において再度整列する傾向を有するフレームアセンブリ１０が提供される。

本発明とみなされる対称を特定して指摘し明確にクレームする以下の特許請求の範囲内に包含される本発明を実施する様々なモードが企図される。例えば、内側に装着されるブラケットとしてブラケット２５を説明してきたが、第１のレッグ８０および第２のレッグ９０の反対側にブラケット２５の構造に係合するレールを設けることによって、外側に装着されるブラケットとしてブラケット２５を構成できることが企図される。ブラケット２５を平坦にすることができ、第１のレッグ８０および第２のレッグ９０が直交し互いに同一平面上にあり、ボルト２００が全て共通の方向に延びることも企図される。ブラケットは、単一のレッグ８０、９０または互いに長手方向に整列したレッグ８０、９０から構成してもよく、そのため、ブラケット２５が互いに長手方向に整列したレール１４、１６、１８、２０を継ぎ合わせることができる。

Claims (15)

1. 外面を有し、長手軸を画定し、該長手軸に平行に延びるスロットと、前記長手軸に平行に延び前記スロットに繋がっている空洞とを有するレールと、
   前記空洞内に収容されるナットと、
   回転させると前記ナットが前記空洞を通って斜めに移動するように、前記スロットを通って斜めに延び前記ナットに係合するボルトと
   を備える構造フレームアセンブリ。
2. 前記レールがさらに、前記スロットの周縁部の少なくとも一部分を画定する外側当接壁と、前記外側当接壁に繋がっており前記空洞の周縁部の少なくとも一部分を画定する内側当接壁と、前記外側当接壁と前記内側当接壁とを繋ぐ位置に画定された縁部とを備え、
   該縁部は、前記ナットが前記空洞を通って斜めに移動する間に前記縁部に係合するときに、前記ナットが回転できる支点を画定する、請求項１に記載のフレームアセンブリ。
3. 前記レールがさらに、前記レール外面と前記外側当接壁との間で延びそれらを繋げる側壁を備える、請求項２に記載のフレームアセンブリ。
4. 前記ナットがさらに、上部壁と、該上部壁から離れた横断方向に延び、前記レールの前記内側当接壁に係合するショルダを備える、請求項２に記載のフレームアセンブリ。
5. 前記ナットがさらに、前記上部壁と前記ショルダとの間で延びる側壁を備え、前記ナットの前記側壁が前記レールの前記外側当接壁から離間する、請求項４に記載のフレームアセンブリ。
6. 外面を有し、長手軸を画定し、スロット、空洞、および１対の当接壁を有するレールであって、前記スロットが前記長手軸に平行に延び、前記空洞が前記長手軸に平行に延び前記スロットに繋がっており、前記１対の当接壁が互いに離間し前記空洞の中間部分に向かって前記レールの外面から離れて斜めに下がって延びる、レールと、
   １対のショルダおよび前記ショルダから延びる１対の側壁を含むナットであって、前記ナットの前記ショルダが前記レールの前記当接壁に係合し、前記ナットの前記対の側壁の少なくとも一方が前記レールから離間する、ナットと
   を備える構造フレームアセンブリ。
7. 前記ナットがさらに上側壁を備え、前記対の側壁が前記上側壁と前記対のショルダとの間で斜めに延びる、請求項６に記載の構造フレームアセンブリ。
8. 前記レールおよび前記ナットのうちの少なくとも一方に対して直交しない角度で前記レールを通って延び、前記ナット内に至るボルトをさらに備える、請求項６に記載の構造フレームアセンブリ。
9. 前記レールの外面に係合するブラケットをさらに備え、前記ボルトが直交しない角度で前記ブラケットを通って延びる、請求項８に記載の構造フレームアセンブリ。
10. 前記ブラケットがさらに、互いに交差し、互いに対して略直交するように配置された第１のレッグおよび第２のレッグを備える、請求項８に記載の構造フレームアセンブリ。
11. 前記ブラケットがさらに、前記第１のレッグの外側の端部と前記第２のレッグの外側の端部との間で延び、それら端部を互いに繋げるブレースを備える、請求項８に記載の構造フレームアセンブリ。
12. 前記ブラケットの前記ブレースが、ツールのシャフトを収容でき前記ボルトと整列した溝を含む、請求項１１に記載の構造フレームアセンブリ。
13. ブラケットをレールに接続する方法であって、
    ナットをレールの空洞中に挿入するステップと、
    前記レールをブラケットと係合させるステップと、
    前記ブラケットを通してボルトを斜めに挿入し前記ナットを前記ボルトと係合させるステップと、
    前記ボルトを締め付けるステップと、
    前記空洞を通って斜めに前記ナットを引っ張るステップと、
    前記ナットを前記空洞内で回転させるステップと、
    互いに離間した複数の位置で前記レールを前記ナットと係合させるステップと
    を含む方法。
14. 前記ナットと、前記レールと、前記ブラケットとの間に第１の方向にクランプ留めする力を加えるステップと、
    前記レールに対して横断方向に前記レールに押圧する力を加えるステップと
    をさらに含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記ナットが１対のショルダを含み、前記レールが、前記レール内で斜めに延びる１対の内側当接壁を含み、前記押圧する力が、前記ナットのショルダを前記レールの外面に向かって移動させて、前記ショルダが前記内側当接壁に係合し前記内側当接壁を互いに向かってくさび固定することによって加えられる、請求項１４に記載の方法。

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