JP5284045B2 - マイクロフックファスナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、背の低い押し出し成形のフック／ループ式ファスナに使用するための改良されたマイクロフック装置に、より厳密には、優れた可撓性、改善された耐へたり性、及び強化されたピック／ピール抵抗（剥がれ抵抗）を有するファスナを作り出すキノコ型フックの幾何学、構造、及び間隔に関する。

本特許出願は、法律が許す範囲で、２００７年１１月１６日出願の、米国仮特許出願第６０／９８８，５０１号に対する優先権を請求する。
背の低い、即ち約０．０３５インチの薄い全厚を呈するフックを有する押し出し成形のフック／ループ式ファスナは、現在市販されており、マイクロフックと呼ばれている。マイクロフックを備えている可撓性を有するウェブは、複数の電気ケーブルを一体に束ねることを含めて、例えば使い捨て衛生用製品に使用されるファスナより大きな保持強度を必要とする様々な目的に益々広く使用されるようになっている。ケーブルの処理に使用されるマイクロフックファスナは、ケーブルの束の外周に沿う可撓性を提供し、フック／ループ式ファスナの端部がケーブルの束の湾曲に沿ったままになるようにしてへたるのを防止し、同時に、組み付けた後で、何かとぶつかったり、擦れたり、或いは衝撃を受けたりした場合に、ファスナが不用意に外れるのを防止できるだけのピック／ピール抵抗を提供する、幾何学、間隔、及び構造を備えて設計されなければならない。
米国仮特許出願第６０／９８８，５０１号

或る実施形態では、ケーブルの処理に使用するためのマイクロフックは、ウェブの一方の側に取り付けられた複数の「キノコ」形のフック要素を含んでいる。キノコ形フックは、マイクロフックファスナのウェブのフック側に、縦方向又は長さ方向のキノコ形フックの中心線から中心線までの間隔が、ウェブ横方向のキノコ形フックの間の間隔よりかなり大きくなるように、配列されている。更に、ウェブのフック側のキノコ形フックの配列は、隣り合う行で長さ方向に互い違いに配置されているので、各フックは、ウェブの横方向に隣接する行のフックの間に或る間隔を保って整列している。別の実施形態では、各キノコ形フックの頭部の下側は、実質的に平坦且つ水平になっているか、又は半径方向外側に僅かに下向きに傾いている。各フックの頭部と柱脚の間の接合部の制限された半径は、応力緩和を提供している。

本発明のフック／ループ式ファスナの断面図であり、ワイヤの束又はその様な他の品目の周囲に取り付けられたときのファスナの形状を示している。 図１のフック／ループ式ファスナの端部の斜視詳細図であり、ウェブのループ側と一体に形成されたループと、ウェブのフック側に取り付けられたフックを示しており、ファスナアッセンブリが部分的に分離した位置にある状態を示している。 図２の線III―IIIに沿う、本発明のウェブのフック側に取り付けられる一行のフックの断面図である。 本発明に従って配列された状態の、図１のウェブのフック側に取り付けられたフックのパターンの平面図である。 図２の線Ｖ‐Ｖに沿う、本発明の実施形態によって構築された１つのフックの断面図である。 フックの頭部の下側に下向き且つ外向きに伸張している平坦面を有している１つのフックの断面図である。

本発明の幾つかの例を添付図面に示している。図面は、必ずしも縮尺が合っているわけではなく、また、本発明の理解に必要ではないか、又は他の細部が理解し難くなるような詳細部分は省略している旨理解頂きたい。勿論、本発明は、必ずしもここに示す特定の実例に限定されるわけではないものと理解頂きたい。

図１に、本発明の或る実施形態を示している。図示の実施形態では、マイクロフック／ループ式ファスナアッセンブリ１０は、ウェブのループ側に一体に形成されている複数の順応性のあるループ１４を備えている編布地材料で作られた可撓性を有するウェブ１２を備えている。ループ１４は、可撓性を有しており、応力が掛かっていない状態では、各ループの不揃いな開放形状を維持する傾向にある材料で作られている。ループ１４は、通常、例えばナイロン又はポリエステルの様なプラスチック材料で作られている。また、ループは、ポリプロピレン又はポリエステルで構成された不織布織物で作ることもできる。ループ１４は、その基部１８で、ウェブ１２のループ側１６と一体に形成されている。

フック／ループ式ファスナアッセンブリ１０は、更に、ウェブ１２のフック側２０を備えており、ウェブ１２のフック側２０には、複数のキノコ形フック２２がしっかりと締結されている。代わりに、フック２２は、ウェブ１２と一体に形成されていてもよい。図１、２、３、５に示すように、各キノコ形フック２２は、柱脚又は基部２６と、柱脚２６と一体に形成されているか又はこれに取り付けられている円板又は頭部２８を備えている。各柱脚２６の下側部分は、柱脚２６がウェブ１２の側２０に堅固に取り付けられているか又はこれと一体に形成されている、僅かに丸みが付いている部分３０を含んでいる。制限された半径３０は、フック２２が、ウェブ１２から破断するのを防ぐ働きをし、同時に、各フックに僅かな曲げ能力を付与している。後で詳細に説明するように、各柱脚２６の基部の取り付けがウェブ１２の剛性を上げることはない。これは、柱脚２６がウェブ１２と結合している部分の比較的小さい半径３０と、図４に示し、ここで次に説明するように、ウェブ１２上のキノコ形フックの互い違いの配置のためである。円板又は頭部２８は、各柱脚２６の最上部に形成されており、図示の実施形態では、各頭部２８は、図４に示すように、平面図では円形であり、各フック２２に３６０度のループ係合面を設け、あらゆる方向でループと係合し易いようにしている。各柱脚の頭部２８は、略八角形、六角形、方形などの様な他の形状であってもよい。フック２２が一体に形成されるか又は取り付けられているウェブ１２は、限定するわけではないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びナイロンの様な、どの様な成形用プラスチック樹脂材料で作られていてもよい。更に、難燃性添加剤がそれらの樹脂に組み込まれていてもよい。ループ１４とフック２２は、接着剤で単一のウェブに積層してもよく、又はウェブの一部として一体に形成してもよい。

図３に示すように、図示の実施形態の各頭部２８は、上面２９、丸みを帯びた外周縁３２、及び柱脚２６の最上部から丸みを帯びた外周縁３２に向かって半径方向に伸張している平坦な下面３４を備えている。平坦な下面３４は、水平方向に伸張していてもよいし、半径方向外向きに、僅かに下向きに傾いていてもよい。それぞれの平坦面３４と柱脚２６の間の接合部は、頭部２８と柱脚２６の間の応力緩和に寄与する制限された半径３６を備えて形成されている。

本発明の目的の１つは、最適な可撓性を有するマイクロフック／ループ式アッセンブリ１０を提供し、ワイヤの配列の様な束に沿わせて、その周囲にアッセンブリ１０を装着できるようにすることである。アッセンブリの可撓性は、より薄くて可撓性があり、同時に、破断又は裂けを防止するのに必要なウェブの引張り強度を維持できるだけの厚みを有するウェブ１２を有することによって高めることができることが分かっている。経験的に、ウェブ１２の最適な厚さは、ケーブル結束の際の考慮事項と、フック２２の材料としてポリプロピレンを使用することに基づいて、０．００４５インチから０．００６１インチの範囲にあることが分かっている。他のフック材料を使用する場合、及びマイクロフック／ループ式ファスナアッセンブリが様々な目的に使用される場合には、他の最適な厚さの範囲が適用されるであろうことを理解頂きたい。

本発明の図４に示す実施形態では、マイクロフック／ループ式アッセンブリ１０の可撓性は、ウェブ１２上のフックの配置に新しい幾何学を適用することによっても大幅に高められる。本発明のキノコ形フック２２の間のウェブの横方向及び長さ方向のパターンは、フック２２とループ１４の間の剥がれ抵抗が大きくなり、且つアッセンブリが固定している束の湾曲によりフック／ループ式アッセンブリ１０の端部がへたるか又は外れ易くなる傾向を実質的に無くすように、考案されている。

図４に示す実施形態では、キノコ形フック２２の交互する行３８、４０が、ウェブ１２のフック側２０上に形成されており、各行３８、４０は、矢印Ａで示されるウェブの横方向に伸張する、それぞれ４つのフック２２と５つのフック２２を備えている。行３８、４０内にＡ方向に配列されるフック２２の数は、それぞれ、図４に示している４つ及び５つのフックより多くても少なくてもよいことも、本発明の範囲に含まれる。図４で矢印Ｂによって示されているウェブ１２の長さ方向又は縦方向では、フック２２の列が、隣接するフック２２の縦の列の間で互い違いになっている。而して、長さ方向の各フック２２の中心線２３は、説明している理由で、隣接する行の２つのフックの中心線２５の間に配置されている。

図４を再度参照すると、個々のフックの間のウェブ横方向のＡ方向の中心線の距離は、Ｘと示されている。各隣接する行３８、４０では、ウェブ横方向の又はＡ方向の中心線から中心線までの距離は、二分の一Ｘ（１／２Ｘ）と示されており、所与の行内の各フック２２の中心線は、中心に配置され、隣接するウェブ横方向の行の２つの並んでいるフック２２の中心線のまさに中間に配置されている。

更に、長さ方向又はＢ方向の２つの隣接するフックの間の中心線の距離は、図４ではＹと示されている。上で述べた、優れた可撓性、改善された耐へたり性、及び強化されたピック／ピール抵抗（剥がれ抵抗）の利点を提供するために、距離Ｙは、距離Ｘより大きくなっている。１つの実施形態では、距離Ｙは、距離Ｘより約２５パーセント大きい範囲になければならないと決められている。しかしながら、フック２２とループ１４が作られている材料、フック２２の寸法、ウェブ１２の厚さ、及びフック／ループ式アッセンブリ１０の意図される用途によって左右される特定の環境の下では、寸法Ｙは、変動するが、常に寸法Ｘより大きい。Ｙ方向は、フック／ループ式アッセンブリ１０を束に取り付ける際に、ループ１４がフック２２と係合する方向である。Ｙ方向の間隔を大きくすると、ウェブ１２には、行３８と４０の間のウェブ上に、より大きな空間、又はヒンジ区域が設けられ、これにより、フックの行３８、４０の間でウェブ１２を曲げる能力が高くなり、結果的に使用時のウェブ１２の可撓性が高まることになる。

経験的に、フック２２の間のウェブの横方向の中心線の間隔Ｘが約０．０２６３インチであれば、フック材料としてのポリプロピレンのへたりを防止するのに必要な数のフックが設けられることが分かっている。他の環境の下で、材料及びウェブの厚さの違いを考慮すると、フック２２の間の最適なウェブの横方向の中心線の間隔Ｘは、変動することもある。

経験的に、寸法Ｙ、つまり長さ方向Ｂ（図４）に測定した隣接する行３８、４０のフックの間の中心線の距離は、ウェブ１２に更に高い可撓性を提供するためには、約０．０３２８インチにすべきであることが分かっている。この数字は、Ｘの経験的な０．０２６３インチに１２５％を掛けて求められた。上記説明のＸ及びＹのこれらの代表的な寸法を使用すると、平方センチ当たり１８０のキノコ形フック２２がある配列になり、Ｘ、Ｙ寸法が実質的に同じであるフック２２の配列と比較して、ウェブ１２の可撓性を同時に高めることになる。

図４で分かるように、互いに隣接する行３８、４０内のフック２２の長さ方向の中心線は、１つ前、及び次の行３８、４０内のフック２２の中心線から二分の一Ｘ（１／２Ｘ）の距離だけ、ウェブの横方向Ａに互い違いになっており、又はずれている。この互い違いの配置によって、隣接する行のフック２２の周縁３２の間の接線縁距離は、フックが互い違いになっていない行と比較すると、長くなっている。この距離が長くなったことで、より多くのループ１４が、キノコ形フック２２の間の空間に入ることができるので、フック／ループ式アッセンブリ１０をワイヤの束に係合させる際などに使用した時に、より多くの数のループ１４が、フック２２の配列によって捕捉されることになる。フック２２と係合するループ１４の量が増すと、剥離強度が増すことになり、この強度は、後で説明するように、一般に、ウェブ１２の端部を分離させるために必要な力と定義される。キノコ形フック２２が互い違いに配置されていることで、束の周囲に巻き付けた時に、フック／ループ式アッセンブリ１０の端部でより大きい剥がれ抵抗が生まれ、これによって、へたりと呼ばれる状態を防ぐことができ、ウェブ１２の端部を束の曲面の周囲に係合された状態に保つことができる。

上で説明したように、また図３、５、６に示すように、各フック２２の頭部２８の下側は、平坦面３４と柱脚２６の接合部の比較的小さい半径３６から外向きに伸張している、実質的に平坦で水平又は斜め下方に張り出す面３４を備えている。この新しい構造によって、各フック２２の頭部２８の下側の張り出しが増えており、フック２２と係合する各ループ又は複数のループ１４が、対応するフック２２の平坦な下側３４をしっかりと把持できるようになる。平坦な下側は、ループ１４が、捕捉したフック２２から滑り落ちる傾向を軽減し、ウェブ１２の端部の間により強固な把持を作りだし、その結果、２つのウェブ端部を分離させるのに必要な力が増すことになる。１つ又は複数のループ１４と係合するための、平坦で水平な（図５）、又は斜めの（図６）下側３４を有しているキノコ形フック２２を組み合わせることにより、より大きな剥がし抵抗が作り出され、それによって、フック／ループ式アッセンブリが、ワイヤの束などに利用された後で、不用意に何かとぶつかったり擦れたりした場合に、ループアッセンブリ１０は、分離に抵抗する。

図５では、寸法Ｚは、平坦面３４によって設けられた張り出しの半径方向距離を示している。寸法Ｚは、ケーブルを縛るのにアッセンブリ１０を使用すること、及びフック材料としてポリプロピレンを使用することを考慮し、経験的に、０．００３７インチにすべきであることが分かっている。寸法Ｚは、フック／ループ式アッセンブリ１０の寸法が変わり、またアッセンブリの組成材料が変われば、変わることになる。

図１は、本発明のフック／ループ式アッセンブリ１０を示しており、ウェブ１２の一方の端部が、ウェブ１２のもう一方の部分に締結された時の、ループ１４とキノコ形フック２２の相対的な位置を示している。この状態では、フック／ループ式アッセンブリ１０をワイヤの束又は他の装置の周りに一体に締結するために、ループ１４をフック２２と接触させると、単一又は複数のループ１４が各フック２２と接触し、それによって、ループの幾つかが各フック２２の頭部２８を越えて伸張し、各ループ１４が各頭部２８の平坦な下側面３４と係合する。各フックは、３６０度フックであり、何れの方向でも単一又は複数のループと係合することができる。フック２２は、上で説明したように、１／２Ｘだけウェブの横方向Ａに互い違いに配置されているので、周縁部３２の接線縁部の間の距離は、互い違いではないフック配列と比較すると、長くなっている。この距離が長くなったことで、より多くのループ１４をキノコ形フックの間の空間に入れることができ、各キノコ形フック２２の平坦な下側３４と確実に係合させることのできる能力が高くなっている。多数のループ１４が複数のフック２２と係合しているので、ウェブ１２の一方の端部は、ウェブ１２のもう一方の部分に、取り外し可能に、但ししっかりと取り付けられる。フック／ループ式アッセンブリの構造は、フック／ループ式アッセンブリ１０をワイヤの束又は他の目標物の周囲に巻き付けた時に、上で説明したように、最適な可撓性、剥離抵抗、剥がし抵抗を提供し、へたりを無くしている。

フック／ループ式アッセンブリを外したい時には、ループウェブ１２のそれぞれの取り付け端部は、ウェブ端部の一方を上向きに持ち上げて他方のウェブ端部から外すことによって、図２に示すように、手動で、又は他の方法で分離される。ウェブの端部は、これで、図２に示す位置になる。フック２２の下面３４と以前に係合した各ループ１４は、ループ１４が対応するフック２２の周辺部３２の周りに伸張し、ループがフックから滑って外れてフックから取り外されるまで、引き延ばされる。この取り外し工程の間、係合しているフック２２の円板又は頭部２８が、フック２２から取り外されつつある、フックの平坦な下側面３４から係合を解かれているループ１４の力を受けて、上向き方向に変形することも確認されている。更に、ループ１４は、ちぎれて、対応するフック２２から離れることもある。この工程は、全てのループ１４が、対応するフック２２から係合を解かれ、ウェブ１２のそれぞれの端部が互いに離れるまで、続けられる。

図４に示す本発明の互い違いに配置されるフック配列を利用することで、フック／ループ式アッセンブリ１０は、剥離性能が向上し、その結果、ウェブ１２の一方の端部をウェブの他方の端部からより円滑に分離できるようになる。これは、係合解除工程の間に、フック２２の１つ前の行から外れたループ１４の直ぐ前方には、キノコ形フック２２は無いという事実のおかげである。更に、フック２２の間の距離Ｙ（図４）は、先に説明したように長くなっている。而して、解放されたループ１４は、剥離工程の間、別のフック２２と再係合するのに好都合な位置には無いことになる。

更に、ウェブの横方向Ａにおけるフック２２の密度は、Ｙ＝Ｘ＋０．２５Ｘなので、長さ方向Ｂのフック２２の密度を上回っている。これは、締結工程の間に、より多くのループ１４が、フック２２の間に降下し、フック２２と係合することができるようなより大きい空間を提供しており、従って、ウェブ１２の締結された端部の剥離抵抗強度を上げることになる。更に、行３８と４０の間でフックが互い違いに配置されている配列によって、隣接する行３８と４０のキノコ形フックの間の直線距離が長くなっているので、ループ１４が、容易に、キノコ形フック２２の間の空間に入ってフックと係合できるようになり、剥離強度が高くなっている。

以上、本発明を、特定の代表的な実施形態と関連付けながら示し、説明してきたが、本発明はそれらに限定されるものではない。当業者には自明のように、本発明の教示から逸脱すること無く、変更及び修正を加えることができ、先に述べた説明及び添付図面で説明した事柄は、実例を提示しているに過ぎず、何ら制限を課すものではない。本発明の実際の範囲は、特許請求の範囲で定義されるよう意図している。

１０ マイクロフック／ループ式ファスナアッセンブリ
１２ ウェブ
１４ ループ
２２ フック
２３、２５ 中心線
２６ 柱脚
２８ 頭部
２９ 上面
３０、３６ 半径
３２ 外周縁
３４ 平坦面
３８、４０ 行
Ａ 横方向
Ｂ 長さ方向
Ｘ、Ｙ 中心線間距離

Claims (6)

1. マイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリにおいて、
   ａ．複数の順応性のあるループが取り付けられている可撓性のウェブを備えており、
   ｂ．前記ウェブには、複数のフックが取り付けられており、前記ループは、前記フックに取り外し可能に係合することができるようになっており、
   ｃ．前記フックとループは、前記ウェブの互いに反対の面に背中合わせに配列されており、
   ｄ．前記フックは、前記ウェブ上に、前記ウェブの横幅を横断する方向（Ａ）に延びる、複数の直線状の行に等間隔に配列されており、各直線状の行の隣接するフックの間に横幅を横断する方向（Ａ）に配置される所定の空間を有し、前記フックは、前記各隣接する直線状の行のフックに対して、第１の横幅を横断する方向（Ａ）の行の各フックの長さ方向（Ｂ）の中心線（２３）が隣接する第２の横幅を横断する方向（Ａ）の行の対になるフックの中心線（２５、２５）の間に位置するように、互い違いに配列されており、各隣接する行のフックの間に配置された、長さ方向（Ｂ）の別の所定の空間を有し、
   ｅ．前記長さ方向の別の所定の空間の長さ（Ｙ）は、前記横幅を横断する方向（Ａ）の所定の空間の長さ（Ｘ）よりも大きく、
   ｆ．前記空間と前記別の空間とは、前記アッセンブリの締め付け時に、複数の前記ループを受け入れるようになっている、
   マイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリ。
2. 前記第１の横幅を横断する方向（Ａ）の行の前記フックの長さ方向（Ｂ）の前記中心線は、前記第２の横幅を横断する方向（Ａ）の行の２つの隣接するフックの長さ方向（Ｂ）の前記中心線から等距離にあり、前記フックの長さ方向（Ｂ）の前記中心線は、前記ウェブの前記長さ方向に伸張している、請求項１に記載のマイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリ。
3. 前記第１の行と前記第２の行のフックの間の前記長さ方向中心線の距離は、前記ウェブの前記横幅を横断して伸張している前記直線状の行の前記フックの間の横幅を横断する方向（Ａ）の前記中心線の距離より２５パーセント大きい、請求項１に記載のマイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリ。
4. 前記可撓性を有しているウェブは、編布地材料を備えている、請求項１に記載のマイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリ。
5. 前記各ループは、可撓性を有しており、前記ループに応力が掛かっていない状態にあるときは、不揃いな開放形状を維持する傾向にある、請求項１に記載のマイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリ。
6. 隣接する直線状の行のフックの間の前記長さ方向（Ｂ）の長さ（Ｙ）は、前記同じ直線状の行内の隣接するフックの間の前記所定の横幅を横断する方向（Ａ）の長さ（Ｘ）より２５パーセント大きい、請求項１に記載のマイクロフック／ループ式締め付け及び取り外しアッセンブリ。

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