(57)【要約】  三次元支持構造体が提供され、構造体は、セルの反復パターンに折り曲げられた１枚の材料シートを含む。各セルは、間隔を隔てた第１の端壁と第２の端壁、及び端壁の間に延びる第１の傾斜側壁と第２の傾斜側壁によって形成される。各端壁は二層の材料シートを有し、且つ各側壁は一層の材料シートを有する。第１の側壁と第２の側壁は、折り曲げ端で接合されている。材料の四層壁を形成するために、セルは、反復パターンの一つのセルの第１の端壁が反復パターンの隣接したセルの第２の側壁に当接するように整合されている。第１のライナーが、折り曲げられた材料の第１の側に取り付けられ、第２のライナーが、折り曲げられた材料の第２の側に取り付けられるのがよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルの反復パターンに折り曲げられた１枚の材料シートを含み、各セルは、間隔を隔てた第１の端壁と第２の端壁、及び端壁の間に延びる第１の傾斜側壁と第２の傾斜側壁によって形成され、各端壁は二層の材料シートを有し、各側壁は一層の材料シートを有し、第１の側壁と第２の側壁は、折り曲げ端で接合されており、材料の四層壁を形成するために、セルは、反復パターンの一つのセルの第１の端壁が反復パターンの隣接したセルの第２の側壁に当接するように整合されている、
構造体。
【請求項２】
反復セルは、間に各反復セルのための凹所を有する、向かい合う第１の面と第２の面を形成し、ライナーが第１の面に取り付けられている請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
追加のライナーが第２の面に取り付けられている請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
第１の端壁と第２の端壁の各々のための材料の二層は、頂折り目で接合し、四層壁の２つの隣接した頂折り目は、第１の面の一部を形成し、ライナーを第１の面に固定する接着剤を支持するためのプラットホームとして役立つ請求項２に記載の構造体。
【請求項５】
２つの隣接した頂折り目は、第１の面に沿って延びる支持レールの一部を形成する請求項４に記載の構造体。
【請求項６】
ライナーは平らである請求項２に記載の構造体。
【請求項７】
請求項１の複数の構造体を含む構造体。
【請求項８】
反復セルのパターンに折り曲げられた１枚の材料シートを含み、セルから形成された凹所の複数の柱が設けられ、一枚の材料シートは、各隣接した一対の柱と凹所の間に実質的に連続な材料シートの四層壁を形成する、
三次元支持構造体。
【請求項９】
実質的に連続な四層壁は、互いに平行に延びる請求項８に記載の構造体。
【請求項１０】
実質的に連続な四層壁の各々は、長手方向に配置された複数の四層壁セグメントから形成されている請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
各凹所は、一部が、間隔を隔てた四層壁構造から形成されている請求項９に記載の構造体。
【請求項１２】
各四層壁セグメントは、一対の二層壁セグメントから形成されており、各二層壁セグメントは、二層壁セグメントの長手方向に沿って延びる折り目で接合し、二層の材料シートから形成されている請求項９に記載の構造体。
【請求項１３】
材料シートは、紙である請求項９に記載の構造体。
【請求項１４】
反復セルのパターンは、互いに平行に延び、向かい合う第１の面と第２の面を形成する請求項８に記載の構造体。
【請求項１５】
第１の面に取り付けられたライナーをさらに含む請求項１３に記載の構造体。
【請求項１６】
第２の面に取り付けられた追加のライナーをさらに含む請求項１４に記載の構造体。
【請求項１７】
実質的に連続な四層壁が第１の面と第２の面の間に延びる請求項１３に記載の構造体。
【請求項１８】
実質的に連続な四層壁が、第１の面及び第２の面と垂直に延びる請求項１６に記載の構造体。
【請求項１９】
上面を有する１枚の材料を含み、１枚の材料は、互いに平行に延びる複数の第１の折り目路と、互いに平行に延び第１の折り目路と交差する第２の折り目路を有し、第１の折り目路の各々は、複数の第１の筋セグメントから形成され、且つ第２の折り目路の各々は、第１の山形脚と、第２の山形脚と、第１の山形脚及び第２の山形脚の何れかの自由端から延びる直線とを含む複数の反復パターンから形成され、第２の折り目路の各々は、１枚の材料が折り曲げられたときに第２の折り目路が峰と谷の交互パターンを形成するように、第２の折り目路とは反対方向に折り曲げることができ、１枚の材料の第１の面にファセットのパターンを形成するために、第１の折り目路の各々が、隣接する第２の折り目路の峰と谷の間に延びる直線であり、１枚の材料は、平面内で延びる三次元支持構造体を形成するために、第１の折り目路及び第２の折り目路に沿って折り曲げることができる構造体であって、ファセットによって形成された通常の壁と、山形脚と直線の間のファセットによって形成された傾斜壁の直線の間との反復パターンを含み、通常の壁は、平面に垂直に延び、傾斜壁は平面に対して傾斜している、
構造体。
【請求項２０】
シート材料は、支持構造体に折り曲げられ、ファセットによって形成された通常の壁は、シート材料の四層を有する壁から構成される請求項１９に記載の構造体。
【請求項２１】
三次元支持構造体に取り付けられたライナーをさらに含む請求項２０に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造製品に関する。より具体的には、本発明は三次元支持構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の構成部品として多くの産業で使用されている種々のサンドイッチ型構造体が現在存在する。これらの構造体は、強さ、固さ、重さ、及び耐久性に多くの欠点をもっている。
【０００３】
例えば、現在、パッケージングで使用される構造体は、例えば段ボール箱を形成するのに、典型的に段ボール紙を使用する。段ボール紙は、段付きの内側媒体に接着された一つ又はそれ以上のライナーシートのサンドイッチである。ライナーと段要素の組み合わせは、種々の段ボール紙を作るのに使用される。ライナーと媒体を形成するのに使用される材料の重さは、所望の破壊強さ、及び積み重ね強さを達成するのに調整することができる。しかしながら、段ボール紙には多くの欠点が存在する。例えば、段ボール紙は、１軸（Ｙ軸）に沿った荷重支持能力を有するに過ぎない。さらに、ボール構造の幅を増し、構造安定性を維持するためには、多重段ボール紙壁の形成がしばしば使用される。典型的に、必要とされる幅に応じて、一重、二重、又は三重壁形式のボール紙が使用される。段に接着され、取り付けられたライナーの層間剥離も問題である。即ち、段は、可撓性接点を含み、段とライナーの間での接着剤塗布を不均一にさせる。同様に、不均一な塗布及び可撓性接点は、印刷インクのための不均一な面をもたらすことがある。
【０００４】
段ボール紙は、製造中、反る傾向があり、これは、産業内で顕著な問題である。その上、段ボール紙の機械的機能及び既存の機械（コルゲータのような）の制約が、狭い範囲のボードの種類だけを見込む。段ボールの他の不利は、その準備で湾曲した段を形成するためにスチームを要求することである。スチームの使用は、水の消費を伴い、且つ段ボール製造システム内での排水の管理を要求する。「スチーム処理」された段ボール紙の乾燥も要求される。スチーム処理された媒体紙の乾燥は、段形態をもたらす成型ロール内で起こる。これらのロールは、時々、華氏７００度（摂氏３７１度）に加熱され、本質的には、媒体に段形状をプレス加工／アイロン加工する。その結果、大変永続性でない製品の準備に追加のエネルギー、時間、及び費用がかかる。
【０００５】
種々の三次元金属及びプラスチック、並びに他の複合材料の構造体が存在する。例えば、飛行機の胴体、翼、隔壁、床パネル、構造パネル、冷蔵機、天井タイル、共同一貫コンテナ、及び耐震壁は、しばしば、波形金属又はプラスチックのサンドイッチ構造又は六角ハチの巣製品によって形成される。このような構造体は、構造に関連して非常に重いか、非常に大きいという不運に見舞われ、典型的に、溶接若しくは半田付け、又は他の接着組立を要求する多部品コアを必要とする。その上、現在の金属及びプラスチック構造体は、しばしば、Ｘ軸に沿って曲がり、又は湾曲し、剛性構造を形成するのを困難にする。これらの構造体は、反対に曲がった湾曲を作り出す傾向がある。その結果、これらの構造体は、しばしば高価であり、多数の構成要素を含み、高い剛性を有さず、さらにしばしば重い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の観点から、当該技術では、上記の問題を解決する三次元支持構造体の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
改良された三次元支持構造体が提供され、構造体は、セルの反復パターンに折り曲げられた１枚の材料シートを含む。各セルは、間隔を隔てた第１の端壁と第２の端壁、及び端壁の間に延びる第１の傾斜側壁と第２の傾斜側壁によって形成される。各端壁は二層の材料シートを有し、且つ各側壁は一層の材料シートを有する。第１の側壁と第２の側壁は、折り曲げ端で接合される。材料の四層壁を形成するために、セルは、反復パターンからの一つのセルの第１の端壁が反復パターンの隣接したセルの第２の側壁に当接するように整合される。第１のライナーが、折り曲げられた材料の第１の側に取り付けられ、且つ第２のライナーが、折り曲げられた材料の第２の側に取り付けられるのがよい。
【０００８】
本発明の他の形態、特徴、及び詳細が、図面と関連した以下の詳細な説明、及び特許請求の範囲を参照することによって完全に理解できる。
【０００９】
今、本発明を、添付図面を参照して、例示の方法により説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の構造体を有する、一部切除された構造体の斜視図である。
【図２】図１の線２−２に沿って取られた図１の構造体の一部切除された断面斜視図である。
【図３】図２の線３−３に沿って取られた図１の構造体の一部切除された断面斜視図である。
【図４】図１の線４−４に沿って取られた図１の構造体に組み込まれた構造の斜視図である。
【図５】図１の線５−５に沿って取られた図１の構造体に組み込まれた構造の斜視図である。
【図６】図４の構造体を形成するために折り目が付けられた、折り曲げられていない材料シートの平面図である。
【図７】図４及び５の構造体を形成するために一部が折り曲げられた状態の、図６の材料シートの斜視図である。
【図８】部分的に折り曲げられた状態の、図６に示す材料シートの一部の斜視図である。
【図９】図４の構造体の一部を形成するために図６の材料シートが完全に折り曲げられた状態の、図４の破線領域９−９によって示される、一部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を、三次元支持構造体で例示する。本開示及び図面から分かるように、ここに示す構造体は、コンテナボード又はボール紙、及び現在のサンドイッチ型の金属又はプラスチック構造体のような既存の製品に対して構造的に優れている。ここに示す構造体は、少ない材料を要求し、且つ製造のために現在要求される著しい量の製造エネルギーを排除する。
【００１２】
好ましい実施形態では、本発明の三次元支持構造体は、パッケージ材料、及び限定されないが飛行機の胴体、翼、隔壁、床パネル、構造パネル、冷蔵機、天井タイル、共同一貫コンテナ、及び耐震壁を含む他の支持材料の製造及びこれらの組立に使用される。しかしながら、ここに開示する構造体は、その利点が適用できる他の用途を有することが分かる。
【００１３】
ここに開示する三次元支持構造体１０は、耐久構造を形成するために折り曲げられた媒体又は材料１２を含む。好ましい実施形態では、格子模様の媒体１２は、限定されないが、紙、金属、プラスチック、複合材、又は同様の組成の材料を含む可撓性部材からなる。材料は、現在、商業的に利用可能な種々の等級及び厚さのものでよく、ユーザの好みに基づく。
【００１４】
図１は、本発明の材料、即ち構造体１０を例示する。構造体１０は、その完全組立状態では、格子模様の折り曲げ媒体１２と、選択的に媒体に取り付けられた、一つ又はそれ以上のライナー１４とを含む。
【００１５】
図１−５に示すように、構造体１０は、３つの平面方向、即ち、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に垂直構造体を形成するために、複数の方向に折り曲げられた、格子模様の折り曲げ媒体１２を含む。好ましくは、少なくとも１つのライナー１４が、折り曲げ媒体１２に位置決めされ、且つこれに取り付けられる。好ましくは、ライナー１４は、折り曲げ媒体１２の第１の側、又は面１６に取り付けられる。ライナー１４は、折り曲げ媒体１２の第２の側又は面１８に取り付けられてもよい。好ましくは、複数のライナー１４が、折り曲げ媒体１２に取り付けられる。さらに好ましくは、媒体１２は、一対のライナー１４の間に挟まれる。第２の面１８上のライナー１４は、第１の面１６上に位置決めされたライナー１４と平行な面上に位置決めされる。本発明の全体的な範囲から逸脱することなしに、追加のライナー１４を、ユーザの要望に応じて折り曲げ媒体１２の種々の平面及び構造の種々の位置に取り付けてもよい。
【００１６】
ライナー１４は、紙、金属、プラスチック、又は複合材の可撓性メンブレーンのようなどんな適当な材料１７で作られてもよく、関連する用途に一般的に利用可能な材料及び形態であってもよい。ライナー１４は、好ましくは平らであり、どんな寸法でもよい。好ましくは、ライナー１４は、折り曲げ媒体１２の幅及び長さ（Ｘ軸、及びＹ軸）に対応する大きさであるが、ライナー１４のサイズの変更は、本発明の全体的な範囲からは逸脱しない。
【００１７】
説明したように、媒体１２は、セル２０（図４及び５を参照）の反復パターンに折り曲げられた１枚の材料シート１９から形成される。各セル２０は、間隔を隔てた第１の端壁２２及び第２の端壁２４、並びに端壁の間に延びる第１の傾斜側壁２６及び第２の傾斜側壁２８によって形成され、且つこれらを含む。端壁２２，２４の各々は、材料１２の二層からなり、端壁２６，２８の各々は、材料１２の一層からなる。第１側壁２６と第２側壁２８は、折り曲げ端３０で接合される。セル２０は、反復パターンの一つのセル２０の第１の端壁２２が、反復パターンの隣接するセル２０の第２の端壁２４に当接して材料１２の四層壁３２を形成するように、さらに整合される。反復セル２０の各々は、凹所又は谷４６を有する、反対の第１の面１６と第２の面１８を形成する。従って、折り曲げ媒体１２は、ライナー１４の支持のための一つ又はそれ以上の壁構造体３２又はレールを形成し、好ましくは剛性支持体を形成する。レール又は四層壁３２の頂部３４、及び３０の頂縁は、その上のライナー１４を支持する。
【００１８】
材料シート１２の第１の端壁２２及び第２の端壁２４の各々の各二層部分３６は、頂折り目３８で接合する。２つの隣接する頂折り目３８は、ライナー１４が取り付けられる第１の面１６の一部及びライナー１４が取り付けられる第２の面１８の一部である、レール又は四層壁３２の頂部からなる。さらに、第１の面１６（及び／又は第２の面１８）は、ライナー１４を面に取り付ける、接着剤を支持するためのプラットホームとして役立ち、又は溶接又は半田付け用の面を提供する。従って、２つの隣接した二層壁３６は、支持レール３２、の一部を形成し、その頂部３４は、第１の面１６及び第２の面１８に沿って延びる。実質的に連続な四層壁３２の各々は、長手方向に配置された複数の四層壁セグメント４０（図４及び９を参照）から形成される。示されるように、これらの四層壁セグメント４０は、媒体１２の折り曲げによって形成され、セル２０の反復パターンをもたらし、四層壁セグメント４０を形成する各セル２０は、一部が、二層壁セグメント４２、及び各対の隣接したセル２０の側壁２６，２８によって形成される。パターンは、一層の媒体１２の折り曲げから厚さが四層分である、平行に延びる、少なくとも一つ、好ましくは複数の「二重」峰又はレール３２の形成をもたらす。図４及び図５から分かるように、実質的に複数の連続四層壁３２が互いに平行に延びる。
【００１９】
二層壁セグメント４２の各々は、図５に示すように、二層壁セグメント４２に沿って長手方向に延びる折り目４４を有する材料１２から形成される。図６及び７と、図４及び５とを比較して分かるように、材料が、二層壁折り目４４で折り曲がると、これらの二層壁セグメント４２は、追加の二層壁セグメント４２に隣接して形成され、且つ位置決めされて、ここで説明されるセル２０及び四層壁セグメント４０を形成する。
【００２０】
反復セル２０のパターンは、複数の柱又は四層壁３２、及び複数のセルから形成された凹部４６を有する構造１０を形成する。即ち、材料の一枚のシート１９が、隣接した各一対の柱（column）及び凹部の間に、上述の材料の実質的に連続する四層壁３２を形成する。各凹部は一部が、間隔を隔てた四層壁セグメント４０によって形成される。
【００２１】
四層壁構造体３２に加えて、形成されたセル２０は、上昇ファセット又は傾斜側壁２８、及び下降ファセット又は傾斜側壁２６（図１−５参照）の反復パターンを含む。隣接した上昇ファセット又は傾斜側壁２８と下降ファセット又は傾斜側壁２６の組み合わせは、頂点３０及び谷又は凹所４６を形成する。具体的には、凹所又は谷４６は、ファセット２６及び２８、と隣接した一対の四層壁セグメント４０又は二層壁セグメント４２によって形成される。同様に、頂点３０は、ファセット２６，２８によって頂点折り目８８に形成される。隣接したファセット２６とファセット２８は、頂が、峰又は頂点３０、即ち頂点折り目８８で、又は谷４６の底又はベース、即ち谷折り目９０で出会う。頂部又は峰３０及び谷４６は、四層壁構造体３２と直交する。従って、折り曲げ媒体１２の構造は、輪郭経路に追従するように、角度をなしたファセット２６，２８の反復パターンで構成される。
【００２２】
図１−５に示す構造１０を形成するために、材料１２を、ほぼ平らな平面状態（図６を参照）から折り曲げなければならない。この格子模様の媒体１２は、図６に示すように平面の折り曲げられていない状態から、図４及び５に示す形態に折り曲げられると三方向に変化する。具体的には、媒体１２は、高さ（Ｚ軸）が増し、長さ（Ｘ軸）及び幅（Ｙ軸）が減る。
【００２３】
より詳細には、図４を参照すると、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を含む、格子模様の折り曲げ媒体１２の三つの構造平面が存在する。一旦、格子模様の媒体１２が所望の形態に折り曲げられると、垂直壁３２は、Ｙ軸に延びる。これらの壁は、連続的なレールを効果的に作り出す四層の厚い壁３２である。この剛性の四層構造体３２は、三次元支持構造体１０に十分な強度をもたらす。具体的には、提供されるように、垂直折り目４４は、四層壁構造体により可撓性接点ではなく、かくして非常に強い。好ましくは、壁構造体３２の頂部によって形成される平行な峰３４の複数の列が作り出される。図４及び５に示すように、レール３２のこれらの頂部３４は、折り曲げ材料の２つの主面１６，１８の２つに存在する。同様に、折り曲げ状態の媒体１２は、折り曲げ媒体１２の２つの主面１６，１８にセル２０を含む。
【００２４】
折り曲げ媒体１２は、接着剤の塗布又は溶接又は半田付けのための特有のプラットホームを提供する。具体的には、四層構造体３２，４０の列は、優れた接着面を提供する。例えば、現在商業的に入手できるパッケージ構造体に一般的に使用されるコーンスターチ及び他の接着剤が、四層壁構造体３２の頂部分３４とライナー１４との間に塗られ、ライナー１４を格子模様の折り曲げ媒体１２の所定位置に固定する。同様に、四層壁構造体３２の頂部分とライナー１４を溶接し、半田付けし、さもなければプラスチック又は金属のような２つの材料を取り付けるのに一般的に使用される手段によって融合させる。即ち、格子模様形態が折り曲げられたとき、作り出された複数の平行な峰３４は、接着面、溶接面、又は半田付け面を提供する。接着剤を使用するとき、ライナー１４を取り付けるために、接着剤を、好ましくは折り目４４の頂点に塗る。さらに、材料の四つの層は、接着剤を受け、且つ保持するためのプラットホームを提供し、接着剤塗布のための面を増やし、好ましくは倍にし、これにより、層間剥離の問題を最小にする。同じ位置が、溶接又は半田付けのために使用される。さらに、四層レール構造体３４を作り上げる平行な二層レール４２の間に追加の接着剤を捕捉する小さいポケット４８が形成される。
【００２５】
媒体１２の２つの主面１６，１８にあるセル２０は、幾つかの利点を追加する。例えば、一つ又はそれ以上のライナー１４が面１６，１８の面に接着されたとき、セル２０が閉じられ、各々のセル内に空気を閉じ込める。その結果、これらのセル２０は、食品産業又は例えばピザ箱に使用されるような、保温用途に優れた断熱品質を提供する。
【００２６】
図６は、折り曲げられたとき、図１−５の構造体を形成する、折り曲げられていない格子模様の媒体１２の平面図を示す。図示したように、この媒体１２は、湾曲させるのではなく折り曲げられる。それに配慮するために、折り目又は筋が存在し、そこで折り曲げが起こることになる。折り曲げられていない格子模様の媒体１２は、好ましくは、格子模様の媒体１２の「折り曲げ線」を構成する、筋又は折り目の反復パターンを含む。広義には、格子模様の媒体のための輪郭経路は、互いに平行に延びる複数の第１の折り目路（crease path）５９，６１、及び互いに平行に延び、第１の折り目路と交差する複数の第２の折り目路６０，６８を有する一枚の材料シート１９から構成される。第１の折り目路５９，６１の各々は、複数の第１の道セグメント６３から形成される。第２の折り目路６０，６８は、第１の山形脚５０，５２と、第１の山形脚５０及び第２の山形脚５２の何れかの自由端６５から延びる、直線又は脚５６との反復パターンから形成される。山形の二つの脚又は直線は、長さが等しく、典型的に１２０度の角度をなす。直線は、いずれか一方の線の端から延びる。第三の線は、どんな長さでもよい。第２の折り目路６０の各々は、隣接する第２の折り目路６８から反対方向に折り曲げることができる。これにより、１枚の材料シート１９が折り曲げられたときに、峰又は頂点３０と谷４６の交互のパターンが形成される。第１の折り目路５９，６１の各々は、隣接した第２の折り目路６０，６８の峰３０と谷４６の間に延びる直線であり、１枚の材料シート１９の第１の面４９にファセット８０，８２，８４のパターンを形成する。１枚の材料シート１９は、三次元支持構造体１０を形成するために、第１の折り目路５９，６１及び第２の折り目路６０，６８に沿って折り曲げることができる。三次元支持構造体１０は、図５の波線により部分的に示し、Ａ’−Ａ”によって特定される平面内で延び、山形５０，５２の間のファセット８０，８２によって形成される通常の壁、又は端壁２２，２４、及び直線又は第三の脚５６の間のファセット８４によって形成された傾斜壁２６，２８の反復パターンによって特徴付けられる。通常の壁２２，２４は、平面Ａ’−Ａ”に対して垂直に延びる。傾斜壁２６，２８は、平面Ａ’−Ａ”に対して傾斜している。
【００２７】
通常の壁２２，２４は、材料シート１９の四層を有する壁３２からなる。ライナー１４は、四層壁３２の頂部３４で三次元支持構造体１０に取り付けられる。
【００２８】
上述した平らな構造体の刻み目パターンを、以下でさらに詳細に説明する。検討の目的のためだけに、媒体１２の折り曲げ線を「脚」として説明するが、提供される目的のためには、どんな称呼も許容される。
【００２９】
図６−９を参照すると、好ましい実施形態では、材料シート１２は、山形を形成する第１の脚５０と第２の脚５２を有する。第１の脚５０と第２の脚５２は、好ましくは等しい長さである。第１の角度５４が、第１の脚５０と第２の脚５２の間に存在する。角度は、好ましくは１２０度の角度からなる。第３の脚５６は、第２の脚５２から延び、図に示すように、第１の脚及び第２の脚よりも長いが、製造の好みに適合するどんな長さでもよい。第３の脚５６は、１５０度の角度５８で第２の脚５２から延びる。一連の第１の脚５０、第２の脚５２、及び第３の脚５６は、上述の媒体１２の反復パターンを形成する構造を含む。
【００３０】
第１のパターン６０の第３の脚５６は、Ｙ軸に沿って、隣接した又は第２のパターン６２の第１の脚５０に連結され、第２のパターン６２の第３の脚は、Ｙ軸に沿って隣接した又は第３のパターン６４の第１の脚５０に連結される。第１のパターン６０の第３の脚５６と隣接した第２のパターン６２の第１の脚５０の間の第３の角６６は、第２の角度５８と反対の１５０度の角度からなる。
【００３１】
複数の追加の脚が、Ｘ軸で隣接する反復パターンを平行な反復パターン６８に連結する。即ち、第４の脚７０が、６０度の第４の角度７２で、第１の脚５０から延び、第１のパターン６０の第１の脚５０を、Ｘ軸で対応する隣接した平行パターン６８の第１の脚５０に連結する。第５の脚７４が、Ｘ軸で、第１のパターン６０の第２の角度５８の頂点から、隣接した平行パターン６８の第２の角度５８の頂点まで延びる。第６の脚７６が、Ｘ軸で、９０度の第５の角度７８で、第１のパターン６０の第３の脚５６から、隣接した平行パターン６８の第３の脚５６の対応する点まで延びる。前述と同様に、この組み合わせは、反復パターンを形成する。
【００３２】
Ｘ軸とＹ軸での隣接する脚の平行な反復パターンのこれらの組み合わせ、及びこれらの対応する角度は、格子模様の媒体１２の構造体を形成する。従って、図８に示すように、Ｘ軸で第１のパターン６０の第１の脚５０と第２の平行なパターン６８の第１の脚５０は、第４の脚７４と第５の脚７０によって連結されて、第１のファセット８０を画成する。同様に、Ｘ軸で、第１のパターン６０の第２の脚５２と第２の平行なパターン６８にある第２の脚５２は、第５の脚７４と第６の脚７６によって連結されて、第２のファセット８２を画成する。Ｘ軸で対応する平行パターン６０，６８の第３の脚５６は、隣接したパターン６２の第６の脚７６及び第５の脚７０によって連結されて、第３のファセット８４を画成する。これら三つのファセット８０，８２，８４は、Ｙ軸（８０，８２，８４の順番で反復）とＸ軸（同一のファセットとして反復）の両方で反復する（図６を参照）。
【００３３】
三次元支持構造体１０を含む材料シートを形成するために、どんな数の反復するファセット８０，８２，８４を使用してもよい。好ましくは、三次元支持構造体の大きさは、ファセットの数、ファセット又はファセットを作り出す脚の大きさによって定められ、所望の大きさの構造体は格子模様の折り曲げ媒体によって作り出される。
【００３４】
説明したように、格子模様の媒体１２の筋又は脚は、媒体１２を、図１−５に示す構造体に折り曲げるのを助けるのに役立つ。媒体１２を折り曲げると（図７を参照）、筋は、協力して媒体１２に一連の頂部３０及び谷４６を形成し、最終的に、ここに説明され、且つ図３及び４に示すように、セル２０の反復パターンが生じる。ここに説明のために、頂部を形成する折り目は、一般的に「頂部」折り目８８として説明し、谷を形成する折り目は、一般的に「谷」折り目９０として説明される。しかしながら、これらの称呼は、ここでの説明のために提供されるに過ぎず、提供される目的のためには他の称呼も許容される。
【００３５】
反復パターン６０又は折り目路の各々では、連続的な隣接した平行なパターン６８又は折り目路の筋線は、先のパターン６０と反対方向に折り曲げられるように向けられる。これにより、峰又は頂部３０と谷４６の交互のパターンが出来る。図７に示すように、第４の脚７０、第５の脚７４、及び第６の脚７６の筋線は、隣接したパターン６０，６８の峰３０の頂部折り目８８と、谷４６の谷折り目９０の間に延びる直線を形成し、媒体１２の第１の面４９にファセット８０，８２，８４のパターンを形成する。例えば、第４の脚７０は、谷折り目９０を形成するように筋付けられている。（上述のように第２のファセット８２を画成する）第５の脚７４は、頂部折り目８８を形成するように筋付けられている。（上述のように第３のファセット８４を画成する）第６の脚７６は、第４の脚７０のように、谷折り目９０を形成するように筋付けられている。その結果、頂部又は頂点が、ファセット８２，８４の間に作られる。Ｘ軸に沿って第１のパターン６０に隣接した平行なパターン６８では、これらの筋は、上述した、先に説明されたパターンとは反対方向に折り曲げられるために向けられる。
【００３６】
同様に、連続的な隣接したパターン６０と６８の脚、より具体的にはＸ軸に沿って連続したパターンの第１の脚５０、第２の脚５２、及び第３の脚５６の各々は、次のパターンの各々の脚５０，５２，５６が、先の又はすぐ後ろの平行パターンの同じ脚とは反対方向に折り曲がるように、反対側に筋付けされている。換言すれば、パターンの外側端８６又は端を除いて、第１のパターン６０の第１の脚５０は、谷折り目９０を含み、第２のパターン６８の第１の脚５０は、頂部折り目８８を含む。第３のパターン９２の第１の脚５０は、谷折り目９０を形成する。その結果、頂部が作り出され、その頂点は、第２のパターン６８の第１の脚の頂点である。Ｙ軸に沿う平行パターンの第１の脚５０、第２の脚５２、及び第３の脚５６は、反復するパターン６０，６２，６４全体を通じて、同じ折り曲げ向きを維持する。Ｘ軸に沿う平行なパターンの脚だけが、折り曲げ向きが交互になる。かくして、Ｙ軸に沿う、第１の脚５０、第２の脚５２、及び第３の脚５６の隣接反復パターンは、全てが頂部折り目８８を含み、又は変形として、全てが谷折り目９０向きを含む。
【００３７】
変更された折り目向きに加えて、媒体１２を折り曲げると、第１の角度が狭まり、勾配が増したスロープ又はファセット８０，８２が生じる。折り目は、第１の角度５４がほぼ０度に達する（角度は、使用される材料シートの幅によって制限される）まで続く。ほぼ０度の角度に達すると、第１の反復するパターン６０の第１のファセット８０と第２のファセット８２の面は、互いに実質的に接触する（図９を参照）。同時に、Ｘ軸の第２の平行なパターン６８の第１のファセット８０と第２のファセット８２は、互いに外方に向くように折り曲がる。Ｘ軸の隣接した平行な反復パターンの第１のファセット８０と第２のファセット８２は、ここに説明した四層壁構造３２を形成する。即ち、第１のパターン６０の第１のファセット８０と第２のパターン６８の第１のファセット８０は、第１の二層壁セグメント４２を形成し、第１のパターン６０の第２のファセット８２と第２のパターン６８の第２のファセット８２は、二層壁セグメント４２を形成する。第１の二層壁セグメント４２は、第１の脚５０で、媒体１２の頂部折り目８８によって形成される。第２の二層壁セグメント４２は、第２の脚５２で、媒体１２の頂部折り目８８によって形成される。第１の角度がほぼ０度の折り曲げ状態での第１の二層壁セグメント４２と第２の二層壁セグメント４２の組み合わせは、四層壁セグメント４０を形成する。
【００３８】
上で言及したように、媒体１２の折り曲げ中、Ｘ軸の平行な反復パターン６０，６８のファセットの間の角度も変わる。即ち、材料シートを折り曲げると、角度は、第１の脚５０、第２の脚５２、及び第３の脚５６の角度が増減する。図７を参照すると、Ｘ軸での、第１の平行なパターン及び第２の平行なパターン６８の第１のファセット８０によって第１の脚５０に画成された角度９４（及び第１の平行なパターン６０と第２の平行なパターン６８の第２のファセット８２によって画成された角度９６）は、１８０度（媒体の完全な非折り曲げ状態（図６を参照））から、ほぼ０度（構造の完全な折り曲げ状態（図４を参照））まで変わる。折り曲げ状態の角度９４，９６は、媒体１２の幅によってのみ制限される。第１の平行なパターン６０と第２の平行なパターン６８の第３のファセット８４によって第３の脚５６に画成された角度９８は、（完全な非折り曲げ状態にある）１８０度から約６０度の角度に変わる。交互の谷折り目９０と頂部折り目８８に基づいて、この角度９８は、同様に向きが交互になり、一連の頂点３０と谷４６をもたらす。これらの頂点３０と谷４６は、平行な四層壁構造体３２の間に位置決めされる。
【００３９】
具体的な寸法及びパターンを上述したが、本発明の全体的な範囲から逸脱することなしに、寸法及び角度を具体的な用途のために調整することができる。その上、具体的な隣接及び／又は平行なパターンの例をここで伝えた。これらの例は、第３のパターン、第４のパターン、又は第５のパターンのように媒体１２の他の位置に適用してもよい。同様に、種々のパターンの向きを、本発明の範囲を逸脱することなしに、上述の具体的な検証とは反対にしてもよい。
【００４０】
好ましい実施形態の三次元支持構造体は、例えば段ボールでは一般的な段に形作られるのではなく、折り曲げの組み合わせで形成された媒体１２を含む。さらに、好ましい実施形態の媒体１２又は材料シートは、ライナー１４、及び媒体１２又は材料の重量を減らし、比較できる定格製品と同じ、又はそれよりよい性能を有する格子模様の媒体１２を含む。さらに、開示の実施形態の構造体を使用した軽量化は、パッケージ、又は同様の製品のような構造体を準備するのに使用される材料の体積を減らす。例えば、三次元支持構造体の特有の構造によって、金属媒体１２に関する用途を、０．１２５−０．２５インチ（３．１７５−６．３５ｍｍ）の間の最小の厚さのような極端な材料厚さの強く、剛性支持構造体を形成するのに使用することができ、これにより、重さ及び材料コストを大幅に減らすことができ、且つ現在入手可能な商品と比べて非常に有利である。図４及び５に示すように、材料又は媒体１２を折り曲げることによって作り出された、多平面構造体の構成により、構造的安定性を失うことなしに、折り曲げ構造体１０の高さ、及びかくして厚さを、段ボールのような現在入手可能な製品の寸法よりも大きい寸法に変更するのを可能にする。構造体１０を、１枚のシートで同じ構造的安定性を維持しながら、例えば１．５インチ（３８ｍｍ）のどんな高さで形成することができる。高さは、筋線の寸法を変えることによって変わる。好ましくは、パレットのような特別な用途のために、１．５インチまでの厚さを１枚の材料シートから作り出すことができる。相対的に、１枚の壁形式の段ボールは、構造的に不安定になるので、高さ１／４インチ（６．３５ｍｍ）を越えることができない。その上、段ボールの０．５インチの最大の高さは、三重壁構造体によって達成されるに過ぎない。
【００４１】
利点として、三次元支持構造体１０の四層壁３２は、Ｘ軸に沿う湾曲を防止する。同様に、これらの四層壁は、金属及びプラスチック用途で、反対に曲がることなしに、Ｙ軸に沿った湾曲を可能にする。
【００４２】
上で説明した性能に加えて、著しい構造安定性及び種々のレール３４で固く強い接触を作り出す、多次元折り曲げ構成の結果、三次元支持構造体１０は、現在入手可能な製品と比べて著しい強度及び強化された性能を含み、媒体１２として重量が軽い材料の使用を可能にする。例えば、ここ（図１）に示す構造体１０をパッケージングに使用したら、剛性多面構造体によって、垂直方向及び水平方向の両方のＥＣＴ（Edge Crush Test）性能を特徴付ける。相対的に、段ボールは、一次元で実施することができる。三次元支持構造体１０の二重ＥＣＴ形式は、より強いコンテナボード箱をもたらす。
【００４３】
三次元支持構造体１０は、現在入手可能な製品よりも強いが、追加の強度を折り曲げ構造に加えることができる。具体的には、ここに開示される構造体１０は、３つの方法、即ち媒体の厚さを変えることによるファセット８０，８２，８４の長さの変更、及び／又はライナー１４の重さと媒体の材料の変更によって強度を変えることができる。相対的に、プラスチック、金属、又は段ボールのような製品の強度は、ライナーと媒体の重さを変えて調整することができるに過ぎない。その上、単一壁形式（即ち、ライナー−媒体−ライナー形式）の開示される構造体１０は、段ボール（即ち、ライナー−媒体−ライナー媒体−ライナー形式）のような二重壁形式をしのぐ。その結果、好ましい実施形態の構造体は、伝統的な二重壁段ボールよりも少ない材料（又は板タイプ構造の紙）を使用する。この減少は、製品の減量、貯蔵及び搬送のスペースの節約に反映される。
【００４４】
さらに、折り曲げ媒体１２によって作り出された（図４及び５に示す）格子プラットホームは、ライナー１４のような箱用の印刷基板を支持する基礎を提供する。格子プラットホームは、複数の接触点があるのでゆるむ傾向がある基板のゆるみを防止することができる。
【００４５】
ここに説明される三次元支持構造体を使用して、デバイス又はパッケージを形成してもよい。具体的には、箱又は仕切りのような複数の壁を有するデバイス又はパッケージ或いはそれらの要素が形成され、複数の構造体１０が一体に連結されて、単一のパッケージ又はデバイスを形成する。複数の本発明の構造体の一体連結は、接着剤又は溶接又は半田付けのような他の手段接着によって起こる。同様に、構造体１０の１枚のシーを、所望の形状に折り曲げてもよい。
【００４６】
好ましい実施形態の三次元支持構造体１０の製造は、例えば段ボールに比べて幾つかの重大な利点を有する。例えば、構造体は、成形されるのではなく折り曲げられるので、媒体の成形にスチームを要求しない。同様に、構造体は、形成及び乾燥目的で加熱する必要がない。構造体は、互いに接着又は溶着する必要がある複数の要素を含まない。その上、コーンスターチ又は他の接着基質のような接着剤の塗布は、低下温で完了することができる。
【００４７】
従って、説明及び図面は、より少ない重量の材料で、一般の材料と等しい又はそれ以上の性能を達成する三次元支持構造体を開示する。構造体は、折り曲げられて、セル２０、及びライナー１４が接着、溶接、又は半田付けで取り付けられる平行な四層レール３４の反復パターンを形成する媒体１２を含む。
【００４８】
ある程度の具体性をもって、本発明の種々の代表的な実施形態を説明したが、当業者は、明細書及び特許請求の範囲に説明した発明対象の精神及び範囲から逸脱することなしに、開示の実施形態に多数の変形を加えることができる。方向を指す全ての表示（即ち、上側、下側、上方、下方、左、右、左方、右方、上、底、上方に、下方に、垂直、水平、時計回り、半時計回り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＸ軸）は、読者の本発明の実施形態の理解を助けるための確認の目的で使用され、特許請求の範囲に具体的に説明しない限り、限定、特に位置、向き、又は発明の使用にを作り出さない。結合の表示（即ち、取り付け、連結、接続）は、広義に解釈すべきであり、要素の接続の間に中間部材、及び相対移動を含むことができる。結合の表示自体は、２つの要素が直接接続され、互いに工程関係にあることを必ずしも意味しない。
【００４９】
ある場合には、要素は特定の特徴を有し、及び／又は他の部材と接続された「端」を参照して見分けられる。しかしながら、当業者には、本発明は、他の部品との接続点を越えて直ちに集結する要素に限定されないことが分かる。かくして、「端」の語は、隣接領域、後方領域、前方領域、さもなければ特定の要素、リンク、構成部分、部品、部材、の終端に近い領域を含む方法で広く解釈すべきである。ここに説明した直接的又は間接的手順では、一つの可能な操作手順として種々のステップ及び操作を説明したが、当業者には、ステップ及び操作は、本発明の精神及び範囲から必ずしも逸脱することなく、再配列、置換、又は排除することが理解できる。上述の説明又は添付図面に示す全ての事項は、例示として解釈すべきであり、限定として解釈すべきではない。添付の特許請求の範囲の精神から逸脱することなしに、細部又は構造を変えることができる。
【００５０】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者には、発明の精神及び範囲を逸脱することなしに、形態及び細部を変更することができることが分かる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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