(57)【要約】      （修正有）【課題】折り畳まれた三次元構造を自動化された様態で得るための方法及び装置を提供する。【解決手段】所望の媒体の材料のシートから三次元構造体を形成するための装置及び方法が説明される。説明される例は、折り畳まれた構造体を作製するために材料のシートを折り畳むための装置１を含み、該装置は、折り目付け要素の第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２と、第１の位置から第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動をもたらすための少なくとも１つのアクチュエータ８とを有する。【選択図】図１
2018187680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り畳まれた構造体を作製するために材料のシートを折り畳む装置であって、それぞれが材料のシートと係合するように適合された前縁を有する、折り目付け要素の第１のアレイ及び折り目付け要素の第２のアレイと、前記第１及び第２の複数の折り目付け要素が離間される第１の位置から前記折り目付け要素の第１のアレイと第２のアレイが少なくとも部分的にインターディジテイテッドにされる第２の位置への前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動をもたらすための、及び前記第２の位置への前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に前記第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ前記第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かすための少なくとも１つのアクチュエータと、を備え、これにより、前記材料のシートを前記折り目付け要素の第１のアレイと第２のアレイとの間に配置し、前記第２の位置への前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に前記折り目付け要素の前縁によって折り畳むことができ、前記第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ前記第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かす運動が、前記材料のシートの、前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイによって折り畳まれる際の収縮に適応する、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記第１の位置から前記第２の位置への前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動をもたらすための少なくとも１つの第１のアクチュエータと、前記第２の位置への前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に前記第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ前記第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かすための少なくとも１つの第２のアクチュエータとを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のアレイの折り目付け要素が平面図で見たときに横列及び縦列に配置され、前記第２のアレイの折り目付け要素が平面図で見たときに横列及び縦列に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記折り目付け要素の第１のアレイにおける縦列の数が前記折り目付け要素の第２のアレイにおける縦列の数よりも１つ少ない、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記折り目付け要素の第１のアレイにおける横列の数が前記折り目付け要素の第２のアレイにおける横列の数に等しい、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のアレイにおける前記折り目付け要素の横列のそれぞれが、前記第２のアレイにおける前記折り目付け要素のそれぞれの横列と同一平面内で位置合わせ可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のアレイにおける前記折り目付け要素の横列が前記第２のアレイにおける前記折り目付け要素の横列と同一平面内で位置合わせされないように、前記折り目付け要素の第１のアレイが前記折り目付け要素の第２のアレイに対して横方向に移動可能である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが前記第１の位置にあるときに前記第１のアレイにおける折り目付け要素の横列が前記第２のアレイにおける折り目付け要素の横列と同一平面内で位置合わせされないように、前記折り目付け要素の第１のアレイを前記折り目付け要素の第２のアレイに対して動かすための少なくとも１つの付加的なアクチュエータをさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが前記第２の位置にあるときに前記第１のアレイにおける折り目付け要素の縦列が前記第２のアレイにおける折り目付け要素の縦列とインターディジテイテッドにされるように、前記第１のアレイにおける折り目付け要素の縦列が、平面図で見たときに前記第２のアレイにおける折り目付け要素の縦列からオフセットされる、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のアレイにおける前記折り目付け要素の縦列が、平面図で見たときに前記第２のアレイにおける折り目付け要素の縦列間の実質的に中央に位置する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のアレイの各縦列における隣接する折り目付け要素が第１の縦列シザーアセンブリによって相互接続され、前記第２のアレイの各縦列における隣接する折り目付け要素が第２の縦列シザーアセンブリによって相互接続される、請求項３に記載の装置。
【請求項１２】
前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが前記第１の位置にあるときに、前記第１のアレイの折り目付け要素の前縁が互いに実質的に同一平面上にある、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが前記第１の位置にあるときに、前記第２のアレイの折り目付け要素の前縁が互いに実質的に同一平面上にある、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが前記第１の位置にあるときに、前記第２のアレイの折り目付け要素の前縁が互いに実質的に同一平面上にあり、前記第１のアレイの折り目付け要素の前縁が互いに実質的に同一平面上にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記第１のアレイ又は前記第２のアレイのうちの一方の折り目付け要素の縦列が前記第１のアレイ又は前記第２のアレイのうちの他方の折り目付け要素の縦列と位置合わせされないように、前記第１のアレイ又は前記第２のアレイのうちの他方に対する前記第１のアレイ又は前記第２のアレイのうちの一方の運動をもたらすための第３のアクチュエータを含む、請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、材料のシートを折り畳むための装置に関し、より具体的には、材料のシートを三次元構造に折り畳むための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サンドイッチ構造が当該技術分野では公知である。一部のサンドイッチ構造は、材料をローラ間に通すことによって溝をつけられ得る波形材料を用いて形成される。他のサンドイッチ構造は、１プライ以上のシート又は外側ライナ間にサンドイッチ又は配置され得るコア材料、例えばハニカムコア又は発泡体コアを用いて形成されることがある。
【０００３】
しかしながら、従来のサンドイッチ構造は、強度、剛性、重量、及び耐久性における多くの欠点を呈する。あらゆる目的のためにこの参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第７，７６２，９３２号で説明されるように、改善された三次元支持構造体が導入されている。構造体のコア又は内側媒体に波形をつけるのではなく、米国特許第７，７６２，９３２号で説明される三次元支持構造体は、一般に、紙又は他の折り畳み可能な媒体であり得る媒体のシートを三次元構造に折り畳むことによって形成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
波形構造体の大規模生産のための特定のプロセスが公知であり得るが、折り畳まれた三次元構造を自動化された様態で得るための方法及び装置は現在利用可能ではない。本開示は、当該技術分野でのいくつかの又はすべての短所に対処することができる。
【０００５】
本開示の上記の及び他の特徴は、添付図と併せ読まれる以下の説明及び付属の請求項からより十分に明らかとなるであろう。これらの図面は本開示に係るほんのいくつかの例を描いており、したがって、その範囲を限定するとは考えられないという理解の下で、本開示は、添付図の使用を通じてさらに特異的に及び詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】材料のシートを支持構造体に折り畳むための本発明の装置の等角概略図である。
【図２】図１の線２−２に沿って見た図１の装置の正面立面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って見た図１の装置の側面立面図である。
【図４】十分に係合解除された位置にある図１の装置の下半分の等角図である。
【図５】支持構造体を形成するのに用いられる、折り畳まれていない材料のシートの平面図である。
【図６】支持構造体に部分的に折り畳まれる図５の材料のシートの斜視図である。
【図７】支持構造体に十分に折り畳まれる図５の材料のシートの斜視図である。
【図８】図７の線８−８に沿って見た図７の支持構造体の斜視図である。
【図９】図６の部分的に折り畳まれる場合の図５の材料のシートの一部の斜視図である。
【図１０】図７の支持構造体の一部を形成するために十分に折り畳まれる図５の材料のシートの一部の斜視図である。
【図１１】図４の線１１−１１に沿って見た図４の装置の下半分の正面立面図である。
【図１２】図１１の線１２−１２に沿って見た図４の装置の下半分の上面平面図である。
【図１３】図１２の線１３−１３に沿って見た図４の装置の下半分の側面立面図である。
【図１４】図４の装置の下半分の折り目付け要素のアレイの一部の側面斜視等角図である。
【図１５】図１４の線１５−１５に沿って見た図１４の折り目付け要素のアレイの一部の上面平面図である。
【図１６】対向した第１の位置にある図１の装置の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の側面斜視等角図である。
【図１７】折り畳まれていない材料のシートがそれらの間に配置された状態の、対向した位置にある図１６の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の、図１６と類似した側面斜視等角図である。
【図１８】折り畳まれていない図５の材料のシートのやや概略的な等角図である。
【図１９】図１７の線１９−１９に沿って見た図１６の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の正面立面図である。
【図２０】図１９の線２０−２０に沿って見た図１６の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の側面立面図である。
【図２１】部分的に折り畳まれた材料のシートがそれらの間に配置された状態の、部分的に係合した位置にある図１６の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の側面斜視等角図である。
【図２２】図６の部分的に折り畳まれた材料のシートのやや概略的な等角図である。
【図２３】図２１の線２３−２３に沿って見た図２１の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の正面立面図である。
【図２４】図２３の線２４−２４に沿って見た図２１の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の側面立面図である。
【図２５】十分に係合した位置にある図１の装置の下半分の等角図である。
【図２６】図２５の線２６−２６に沿って見た図２５の装置の下半分の正面立面図である。
【図２７】図２６の線２７−２７に沿って見た図２５の装置の下半分の側面立面図である。
【図２８】十分に折り畳まれた材料のシートがそれらの間に配置された状態の、十分に係合した位置にある図１６の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の側面斜視等角図である。
【図２９】図２８の線２９−２９に沿って見た図２８の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の正面立面図である。
【図３０】図２８の線３０−３０に沿って見た図２８の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の側面立面図である。
【図３１】図７の十分に折り畳まれた材料のシートの一部のやや概略的な等角図である。
【図３２】材料のシートを支持構造体に折り畳むための本発明の装置の別の実施形態の部分等角概略図である。
【図３３】図３２の装置の折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの一部の、図２０と類似した側面立面図である。
【図３４】本発明の折り目付け要素のアレイの一部の別の実施形態の、図１４と類似した側面斜視等角図である。
【図３５】図３４の線３５−３５に沿って見た図３４の折り目付け要素のアレイの一部の正面斜視等角図である。
【図３６】図３４の線３６−３６に沿って見た図３４の折り目付け要素のアレイの一部の正面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の詳細な説明では、本発明の一部をなす添付図が参照される。図面において、文脈が別途指定しない限り、同様の符号は、通常、同様の構成部品を特定する。詳細な説明、図面、及び請求項で説明される、説明に役立つ例は、限定することを意図されない。本明細書で提示される主題の精神又は範囲から逸脱することなく他の例が用いられてもよく、他の変化がなされてもよい。本明細書で一般に説明され、図面に示される場合の本開示の態様は、多様な異なる構成で配列する、置換する、組み合わせる、分離する、及び設計することができ、それらのすべてが本明細書で暗黙的に考慮されることが容易に理解されるであろう。
【０００８】
材料のシートを折り畳まれた支持構造体に折り畳むための装置、システム、及び方法が本明細書で説明され、該装置、システム、及び方法は、理解されるように、自動化のレベルに適している。例示的な装置は、折り目付け要素の第１のアレイ及び折り目付け要素の第２のアレイを含み、第１のアレイ及び第２のアレイにおける各折り目付け要素は、材料のシートと係合するように適合された前縁を有する。装置は、第１及び第２の複数の折り目付け要素が離間される第１の位置から折り目付け要素の第１のアレイと第２のアレイが少なくとも部分的にインターディジテイテッドにされる第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動をもたらすための少なくとも１つの第１のアクチュエータをさらに含み、これにより、材料のシートを、折り目付け要素の第１のアレイと第２のアレイとの間に配置し、第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に折り目付け要素の前縁によって折り畳むことができる。装置はまた、第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かすための少なくとも１つの第２のアクチュエータを含み、これにより、第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かす運動が、材料のシートの、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイによって折り畳まれる際の収縮に適応する。
【０００９】
本発明に係る材料のシートを支持構造体に折り畳むための例示的な装置が図１〜図４に示される。例示的な折り畳み装置１は、その中に、支持構造体３と、複数のアクチュエータを含む作動アセンブリ５と、折り目付け要素の第１の又は上側アレイ１０及び折り目付け要素の第２の又は下側アレイ１２を含む折り目付けアセンブリ７とを含んでもよい。支持構造体３は、一般に、作動アセンブリ５の構成部品と折り目付けアセンブリ７の構成部品の間の相対的な位置決めを支持及び維持するために提供される任意の構造的特徴を含む。作動アセンブリ５は、折り目付けアセンブリ７の構成部品の所望の運動、例えば折り目付けアレイ１０、１２及び折り目付け要素の互いに対する運動を生じる及び提供するように適合されたポンプ、モータ、又は他の機械的又は電気的アクチュエータなどの適切な作動装置を含むことができる。本開示との関連では、折り目付け要素は、折り畳み要素と交換可能に称されることがあり、したがって、「折り畳み要素」という用語は「折り目付け要素」の代替的な用語である。折り目付けアセンブリ７は、説明される折り畳まれた三次元構造体を得るために折り畳み媒体と係合するように構成された構造体を含む。
【００１０】
折り目付けアセンブリ７において、それぞれ複数の個々の上側の折り目付け要素１３及び下側の折り目付け要素１４を含む、折り目付け要素の第１のアレイ１０及び折り目付け要素の第２のアレイ１２を提供することができ、各折り目付け要素１３、１４は、媒体を所望のパターンに従って折り畳むために装置１の動作中に折り畳み可能な媒体と係合するように構成される。例示的な装置１では、折り目付けアセンブリ７は、それぞれさらに詳しく後述される、折り目付け要素１３の第１の又は上側アレイ１０と、折り目付け要素１４の第２の又は下側アレイ１２とを有する。理解されるように、「上」、「下」、「左」、「右」、及び類似の識別子などの相対的な位置決めの名称は、本明細書で開示される例の説明を単に容易にする目的で本明細書で用いられ、限定する意味でとられるものではない。
【００１１】
支持構造体３は、概して剛性であって作動アセンブリ５及び折り目付けアセンブリ７の種々の構成部品をそれに取り付けるのに用いられ得る、プラットフォーム又はプレートを含むことができる複数の支持要素又は部材を含んでもよい。第１の又は上側の支持部材又はプレート２と第２の又は下側の支持部材又はプレート４は、装置の動作中に互いに対して静止したままであってもよく、したがって、本明細書ではそれぞれ静止上側プラットフォーム２及び静止下側プラットフォーム４と称されることがある。上側プレート２と下側プレート４との間に第３の又は中間支持部材又はプレート６が提供されてもよい。第３の又は中間プレート６は、折り畳み装置１の動作中に第１のプレート２及び／又は第２のプレート４に対して動くように構成されてもよい。図１に示される一実施形態では、第１のプレート２、第２のプレート４、及び中間プレート６は、それぞれ概して長方形の形状であり、それぞれ図１に示されるｘ−ｙ平面内に延び、ｚ軸に沿って離間された位置に配置され、互いに概して平行である。一実施形態では、中間又は移動可能プレート６は、上側プレート２及び下側プレート４に対して及びこれらの間でｚ軸又は垂直方向１５に沿って移動可能である。プレート２、４、６のそれぞれは、金属、プラスチック、又はセラミックなどの任意の適切な剛性材料から作製されてもよい。本発明の他の実施形態では他のフォームファクタ及び相対的構成が用いられてもよいことが分かる。
【００１２】
支持構造体３はまた、１つ以上の支持部材９を含んでもよい。支持部材は、上側プレート２と下側プレート４との間に延びる支柱又は柱１１として実装されてもよい。ガイド柱１１は、上側プレート４及び下側プレート２に取り付けられ又は固定され、上側プレート４を下側プレート２に対して定位置に支持する。柱のそれぞれは、上側プレート２に固定される第１の又は上端と、下側プレート４に固定される第２の又は下端とを有する。柱１１は、いくつかの例では、中間プレート６がプレート２、４に対して及びこれらの間で垂直移動するための垂直移動ガイドとして用いられてもよい。一実施形態では、図１〜図３に示すようにプレート２、４の各角に１つである、４つの支持部材又は柱１１が提供されるが、所望に応じて又は特定の用途に適するように任意の数の支持部材１１が用いられてもよいことが分かる。いくつかの例では、プレート又はプラットフォーム２、４、６は、例えば円形であってもよく、プレートを所望の構成に維持するために異なる数の柱、例えば３つ、又はいくつかの例では６つ又は８つの柱が用いられてもよい。中間プレート６が上側プレート２及び下側プレート４に対して動くことを可能にするため、及びこうした運動中に中間プレート６をガイドするために、他の機構、構造体、ガイド、又は要素が提供されてもよいことが分かる。
【００１３】
第１のプレート２と第２のプレート４との間に提供される中間プレート６は、例示的な装置１の動作中に、垂直方向１５に、例えば上側プレート２及び下側プレート４のそれぞれの平面に垂直な方向に、したがってｚ軸又は垂直方向１５に沿って動くように構成される。柱１１がプレート６を通ることができ、且つ柱１１をガイドとして用いてプレート６が上下に動くことができるように、中間プレート６の厚みを通して複数の孔又は開口部が設けられてもよい。各孔は、支持部材を孔内で中間プレート６に滑動可能に結合するためのベアリングアセンブリ又は任意の他の従来のすべり接触機構（図示せず）を含んでもよい。ベアリングは、柱１１及び孔の表面間に名目上の無摩擦接触を提供するように選択されてもよい。いくつかの例では、孔及び／又は柱の１つ以上の表面は、プレート６が上下に動く際に柱１１及び孔の表面間の摩擦を減らし、これらの摩耗を最小にするために、低摩擦コーティングで処理され又は他の方法で被覆されてもよい。一実施形態では、柱１１のうちのいくつか又はすべては円筒形であり、プレート６の孔は円形であるが、卵形、長方形、又は四角形などの他の協働的に係合する断面構成を提供できることが分かる。
【００１４】
一実施形態では、静止支持部材又は柱１１の代わりに、複数のリニアアクチュエータ、例えばシリンダ−ピストン型アクチュエータ、油圧アクチュエータ、又は電気アクチュエータが用いられてもよい。すなわち、いくつかの例では、第１のプレート２と中間プレート６との間に第１の複数のピストン又はアクチュエータ（図示せず）が提供されてもよく、中間プレート６と第２のプレート４との間に第２の複数のピストン（図示せず）が提供されてもよい。リニアアクチュエータの運動は、例えば、こうしたアクチュエータの協調した運動、したがってｚ軸又は垂直方向１５に沿った中間プレート６の対応する運動を提供するためにプログラム可能コントローラを用いて所望に応じて制御及び／又は同期されてもよい。
【００１５】
作動アセンブリ５は、一般に、例えば図２、図３、図１６、図１７、図１９、及び図２０に示されるように第１のアレイ１０と第２のアレイ１２が離間される第１の又はホーム位置と、例えば図２１、図２３、及び図２４に示されるように第１のアレイ１０の折り目付け要素と第２のアレイ１２の折り目付け要素がインターディジテイテッドにされる第２の位置との間の、第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２の相対運動をもたらすための作動装置を含んでもよい。図１〜図３の例では、アレイ１０、１２が２つの別個のそれぞれのプレート又はプラットフォームに取り付けられているおかげで、アレイ１０、１２の互いに向かう方又は離れる方への運動が、こうしたプレートのうちの一方又は両方を互いに向かう方又は離れる方に動かすように構成された１つ以上のアクチュエータによって達成される。一実施形態では、第１のアレイ１０は、中間プレート６上に、例えば中間プレート６の下側又は内側に面する表面上に取り付けられ、第２のアレイ１２は、下側プレート４上に、例えば下側プレート４の上側又は内側に面する表面上に取り付けられ、したがって、アレイ１０、１２は互いに面する又は対向する。作動アセンブリ５のアクチュエータは、中間プレート６を下向きに又は下側プレート４の方に、若しくは下側プレート４を上向きに又は中間プレート６の方に、若しくはこの両方に動かすのに役立つことができる。一実施形態では、作動アセンブリ５は、中間プレート６を下側プレート４及び上側プレート２に対して下向きに動かし、下側プレート４と上側プレート２は静止したままであり、このように、第１の又は上側アレイ１０が、上側アレイの折り目付け要素１３が下側アレイ１２の折り目付け要素１４から離間される第１の又はホーム位置から、上側アレイ１０の折り目付け要素１３が下側アレイ１２の折り目付け要素１４と少なくとも部分的にインターディジテイテッドにされる第２の位置に動かされる。作動アセンブリ５はまた、折り目付け要素１３、１４及び／又はアレイ１０、１２をｘ−ｙ平面内で、例えば長手方向及び横方向に動かすように構成された作動装置を含んでもよい。
【００１６】
作動アセンブリの構成部品及び機能の理解をさらに助けるために、装置の例示的な動作が簡潔に説明される。一般に、動作中に、第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２と、アレイのそれぞれの個々の折り目付け要素又は折り畳み要素１３、１４は、ｘ方向及びｙ方向に沿って動くように構成される。折り畳み動作のいくつかの段階で、個々の折り目付け要素、例えば、第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２の折り目付け要素又は折り畳み要素１３及び１４は、図４に示される第１の又は十分に拡張された位置と図２５に示される第２の又は十分に収縮された位置との間で動かされる。十分に拡張された又はホーム位置において、折り目付け要素１３、１４は、折り目付け要素が互いにより近い、折り目付け要素が十分に収縮された位置にあるときよりも、互いからさらに離間される。一実施形態では、例えば図２５〜図３０に示すように、隣接する折り目付け要素は、少なくとも互いにほぼ触れており、実際にはそれぞれのアレイが十分に収縮された位置にあるときに互いに触れることができる。したがって、或る場合には、第１の又は上側アレイ１０及び／又は第２の又は下側アレイ１２は、例えば折り目付け要素が離間されるときに拡張された構成にあり、又は例えば折り目付け要素が互いに近接しているときに縮小された構成にあると言ってもよい。アレイ１０及び１２は、こうした第１の位置と第２の位置との間で動いているときにｘ方向及びｙ方向に沿って部分的に拡張又は縮小されているいくつかの中間段階を経ることができる。アレイ１０、１２の折り目付け要素のｘ方向の収縮及び拡張は、こうした折り目付け要素のｙ方向の収縮及び拡張と協調すること又は独立することができる。加えて、一方のアレイ１０における折り目付け要素１３の収縮及び拡張は、他方のアレイ１２における折り目付け要素１４の収縮及び拡張と協調すること又は独立することができる。
【００１７】
加えて、第１の又は上側アレイ１０はまた、第２の又は下側アレイ１２に対してｚ軸に沿って垂直方向１５に平行移動する又は上下に動くように構成される（図１〜図３参照）。折り畳み動作のいくつかの段階で、個々の折り目付け要素、例えば第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２の折り目付け要素１３及び１４は、図１〜図３、図１６〜１７に示される第１の又は離間された又はインターディジテイテッドにされない位置と、図２８〜図３０に示される第２の又は十分にインターディジテイテッドにされる位置との間で互いに対して動く。第１の拡張された位置において、折り目付け要素１３、１４は、互いからさらに離間され、折り目付け要素１３の前縁１２０は折り目付け要素１４の前縁１２２とインターディジテイテッドにされない。一実施形態では、例えば図２８〜図３０に示すように、アレイ１０、１２が互いに対して又は互いと十分にインターディジテイテッドにされるときに、折り目付け要素１３の上側部分１５０は折り目付け要素１４の上側部分１５０と十分にインターディジテイテッドにされる。一実施形態では、折り目付け要素１３の傾けられた面１２４、１２６は、アレイ１０、１２が互いに対して十分にインターディジテイテッドにされるときに折り目付け要素１４の対向した傾けられた面１２４、１２６と接触しているか又は近接しており、実質的に平行である。アレイ１０及び１２は、こうした第１の位置と第２の位置との間で動いているときにｚ方向に部分的にインターディジテイテッドにされているいくつかの中間段階を経ることができる。アレイ１０、１２のｚ方向のインターディジテイテッド化は、アレイの一方又は両方のｘ方向及びｙ方向の収縮及び拡張と協調すること又は独立することができる。例えば、アレイ１０、１２の相対運動は、アレイがｚ方向に十分にインターディジテイテッドにされるときに、アレイがｘ方向及びｙ方向に十分に収縮されるように協調することができる。ｘ、ｙ、及びｚ方向の一方のアレイの折り目付け要素又は折り畳み要素の又はｘ、ｙ、及びｚ方向の両方のアレイの折り目付け要素又は折り畳み要素の独立した又は協調した運動の多くの組合せを装置１によって提供できることが分かる。
【００１８】
アレイ１０、１２及び折り目付け要素１３、１４のｘ方向及び／又はｙ方向に沿った運動は、１つ以上のアレイ作動アセンブリ又は装置２２によって提供される。アレイのうちの１つ以上の垂直方向１５の運動は、１つ以上のプレート作動アセンブリ又は装置２５を用いて提供される。このアレイ及びプレート作動装置又はアクチュエータの組み合わせは、アレイ１０又は１２における各折り目付け要素が他のアレイ１２又は１０における折り目付け要素に対してｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に沿って移動可能であるように、アレイ１０、１２のそれぞれの折り目付け要素１３、１４の３自由度、例えばｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の３つすべてに沿った運動を提供するように構成される。したがって、例えば、上側アレイ１０における各折り目付け要素１３は、下側アレイ１２における折り目付け要素１４に対して３つすべての直交するｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に沿って移動可能である。一実施形態では、折り目付け要素１３、１４は、軸のすべてに沿った回転運動が抑制されるが、本明細書に記載の装置を用いて種々の湾曲した構造体が操作又は形成され得るように軸のうちの１つ又は任意の組み合わせに沿って回転又はピボット運動する折り目付け要素のアレイが提供されてもよいことが分かる。
【００１９】
一般に、アレイ１０、１２及び個々の折り目付け要素１３、１４は、本明細書で説明されるように、折り畳まれた支持構造体への材料のシートの折り畳みを達成するために、所望のタイミング又は順序に従ってｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に沿って直線運動するように構成される。アレイ及び折り目付け要素の相対的な動きのタイミング及び順序は、例えば作動アセンブリ５への配線又は無線通信によって作動的に結合される１つ以上の手動又はプログラム可能コントローラ（図示せず）で制御されてもよい。
【００２０】
一実施形態では、プレートの作動は、現在公知の又は後で開発される油圧リニアアクチュエータ、空気圧リニアアクチュエータ、又は電気リニアアクチュエータ、若しくは任意の他のリニアアクチュエータとすることができる１つ以上のリニアアクチュエータ８、例えばピストン型アクチュエータを含むプレート作動アセンブリ又は装置２５によって達成されてもよい。本発明の例では、ピストン８ｂの第１の又は自由端が中間又は移動可能プレート６に固定され、ハウジング８ａが上側プレート２に固定されている状態で、ハウジング８ａ及びハウジング８ａからリニアに延びることができるピストン８ｂを有する単一のアクチュエータ８が用いられる。このように、ピストン８ｂの第１の端がアクチュエータハウジング８ａから離れる方に動く又は延びる際に、プレート６が、下側プレート４により近い位置にｚ方向に沿って柱１１上を下向きに平行移動させられ又は動かされ、したがって、上側アレイ１０の折り目付け要素１３が下側アレイ１２の折り目付け要素１４とインターディジテイテッドにすることによって折り目付けアセンブリ７がｚ方向に収縮する。ピストン８ｂがハウジング８ａの中に後退するときに、移動可能プレート６が、下側プレート４から上向きに離れる方に平行移動させられ又は動かされ、したがって、上側アレイ１０の折り目付け要素１３が下側アレイ１２の折り目付け要素１４から離れる方に動くことによって折り目付けアセンブリ７がｚ方向に沿って拡張する。
【００２１】
理解されるように、いくつかの例では、プレート作動装置又はアセンブリ２５において任意の数のアクチュエータ８が用いられてもよい。例えば、単一の中央アクチュエータ８の代わりに、他の実施形態では２つ以上のアクチュエータ８、いくつかの実施形態ではより小さいアクチュエータ８が用いられてもよい。他の例では、例えば上側プレート２及び中間プレート６の各角部などの装置１の各角部に存在し得る４つのアクチュエータ８が用いられてもよい。前述のように、いくつかの例では、プレート６のリニア作動は、支持部材又は柱１１を能動構成部品、例えばリニアアクチュエータに置き換えることによって達成されてもよい。一実施形態（図示せず）では、中間プレート６のリニア作動を提供するためにラックアンドピニオンギア機構が用いられてもよい。プレート６を動かす、したがってアレイ１０、１２を互いにより近くに及びより遠くに動かす、すなわちアレイ１０、１２のうちの一方又は両方の垂直移動を提供するために、現在公知の又は後で開発される任意の他の作動装置８が用いられてもよい。
【００２２】
作動アセンブリ５はまた、折り目付け要素１３、１４の第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２並びに個々の折り目付け要素１３、１４の、ｘ方向及び／又はｙ方向に沿った運動、例えばｘ−ｙ平面内の横方向及び／又は長手方向の運動を提供するためのアレイ作動アセンブリ又は装置２２を含んでもよい。アレイ作動アセンブリ２２は、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、又は電気アクチュエータ、ピストン型又は他の型の任意の組み合わせを用いて実装されてもよい。いくつかの例では、アレイ作動アセンブリ２２は、１つ以上の油圧により駆動される又は空気圧により駆動されるロータリーアクチュエータを含んでもよい。いくつかの例では、アレイ１０、１２及び関連する折り目付け要素１３、１４のｘ−ｙ平面内の所望の運動を提供するために電気モータ又は他の電気アクチュエータが用いられてもよい。本開示との関連で用いられる場合のｘ−ｙ平面は、特定の基準ｘ−ｙ平面、例えば図１に示されるｘ−ｙ平面、並びにこうした基準ｘ−ｙ平面に平行な任意の平面を指すことを意図されている。
【００２３】
装置１の一実施形態では、折り目付け要素のアレイ１０、１２の長手方向及び横方向の作動をもたらすためのアレイ作動アセンブリ２２は、第１の又は上側ロータリーアクチュエータ１８及び第２の又は下側アクチュエータ２０などの複数のロータリーアクチュエータを含む。アレイ作動アセンブリは、さらに、それぞれのアクチュエータ１８、２０のシャフトの回転を直線運動に変換するための第１の又は上側ギア機構４２及び第２の又は下側ギア機構４５などの複数のモーション変換器又はトランスミッション機構を含んでもよい。ギア機構４２、４５は、ラックアンドピニオン型であってもよく、一実施形態では、中央ギア又はピニオン及び一対のリニアバーギア又はラックを含んでもよく、ラックの対のそれぞれは、ピニオンギアの反対側に配置され、ピニオンギアの歯と係合される。ギア機構４２、４５のそれぞれの構成部品は、金属又はプラスチックなどの任意の適切な材料から作製されてもよい。装置１の一実施形態では、４つの上側ロータリーアクチュエータ１８が、中間プレート６に取り付けられ、プレート６と共に上下に動き、４つの下側ロータリーアクチュエータ２０が、下側プレート２上に取り付けられ、こうしたプレート２と共に静止したままである。複数のアクチュエータ１８及び２０のそれぞれは、それぞれのラックアンドピニオンアセンブリ４２及び４５の関係するバーギア又はラックをｘ方向又はｙ方向に沿って平行移動させるためにそれぞれのラックアンドピニオンアセンブリ４２及び４５の円形ギア又はピニオンのうちの１つを回転させるように構成される。いくつかの実施形態では、所望の場合に、より少ない数のアクチュエータが必要とされ得るように単一のアクチュエータの回転を複数のラックアンドピニオンアセンブリに結合するために、特定の結合装置が用いられてもよい。
【００２４】
図４、及び図１１〜１３は、折り畳み装置１の下半分１ａ、具体的には下側プレート４、下側アクチュエータ２０、下側ラックアンドピニオンアセンブリ４５、及び下側プレート４上に取り付けられる、より具体的には下側ラックアンドピニオンアセンブリ４５によって支えられる下側アレイ１２の斜視図、側面図、及び上面図を示す。下半分のアセンブリ１ａは、上述のように４つのロータリーアクチュエータ２０と、以下でさらに詳しく説明される４組のラックアンドピニオンギア４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、及び４５ｄとを含む。ｘ軸に沿って配列され、ｘ運動用に適合される第１の下側ラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ａは、第１のｘ−ピニオン１７と、内側バーギア又はラック１９及び外側バーギア又はラック２１を含むｘ−ラックの第１の対とを含む。ｘ−ラックの第１の対は、ｘ−レールの第１の対上に設けられる。すなわち、それぞれ例えばベアリング機構又はベアリング４０の組によって、内側ラック１９は内側レール２３にスライド可能に結合され、外側ラック２１は外側レール２４にスライド可能に結合される。内側ラック１７及び外側ラック１９をそれぞれ内側レール２３及び外側レール２４にスライド可能に結合するために、現在公知の又は後で開発されるどのようなベアリング機構が用いられてもよい。ｘ−レール２３及び２４は、任意の適切な手段によって、例えばボルト止め、溶接、又は他の方法での取付けによって下側プレート又はプラットフォーム２にしっかりと取り付けられてもよい。第１のｘ−ピニオン１７は、第１のロータリーアクチュエータ２０ａに結合され、アレイ作動アセンブリ又は装置２２の動作中に第１のロータリーアクチュエータ２０ａによって回転され、前述の回転は、例えば図４と図２５との比較によって示されるように、ｘ−レールに沿ってｘ方向にスライドするように構成されるラック１９、２１に伝達される。こうした運動又は平行移動中に、ピニオン１７上の外側ギア歯が、アクチュエータ２０ａによって回転され、ラック１９、２４のそれぞれの歯とかみ合わされて、ラックを、それぞれのレール２３、２４上で反対の直線方向に、アセンブリ４５ａの収縮する動きにおいて互いに向かう方に又はアセンブリ４５ａの拡張する動きにおいて互いから離れる方にスライドさせる又は動かす。
【００２５】
第２の下側ラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｃも、ｘ軸に沿って配列され、ｘ運動用に適合される。第２のラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｃは、第１の下側ラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ａに概して対向して、すなわち折り目付け要素１３の下側アレイ１２の反対の側部上に配置される。第２のギアアセンブリ４５ｃは、第１のギアアセンブリ４５ａと構成及び動作が実質的に類似しており、第２のｘ−ピニオン３７と、第２の内側バーギア又はラック３９及び第２の外側バーギア又はラック４１を含むｘ−ラックの第２の対とを含む。ｘ−ラックの第２の対は、ｘ−レールの第２の対上に設けられ、レールはプレート２に取り付けられる。すなわち、第２の内側ラック３９は、第２の内側レール４３にスライド可能に結合され、第２の外側ラック４１は、ベアリング４０のそれぞれの組などの任意の適切な手段によって第２の外側レール４４に結合される。第２のｘ−ピニオン３７は、ロータリーアクチュエータ２０ｃに結合され、装置の動作中にロータリーアクチュエータ２０ｃによって回転され、ピニオン３７の回転は、第１の下側ラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｃに関して上述したようにラック３９及び４１をｘ方向に平行移動するのに用いられる。
【００２６】
アセンブリ４５ａ及び４５ｃにそれぞれ実質的に類似した２つの付加的なラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｂ、４５ｄが、ｙ方向に沿って設けられ、アセンブリ４５ａ及び４５ｃの運動に垂直な方向のｙ運動用に適合されてもよい。第３のラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｂは、第３のピニオンギア又は第１のｙ−ピニオンギア２７と、第３の内側バーギア又はラック２８及び第３の外側バーギア又はラック２６を含むｙ−ラックの第１の対としても知られるラックの第３の対とを含む。ギアアセンブリ４５ａと同様に、ラック２８及び２６は、ベアリング４０のそれぞれの組などの任意の適切な手段によって第３の内側レール２９及び第３の外側レール３０などのｙ−レールの第１の対とも称されるレールの第３の対とスライド可能に結合又は係合され、ラック２８及び２６は、第１の下側ラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｄに関して上述したように第３のピニオンギア２７に接続される第３のアクチュエータ８０ｂの回転に応答してｙ方向に沿って横断するように構成される。同様に、折り目付け要素１４の下側アレイ１２の第３のラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｂとは反対の側部上に第４のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｄが提供される。第４のラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｄは、第４のピニオンギア又は第１のｙ−ピニオンギア４７と、第４の内側バーギア又はラック４８及び第４の外側バーギア又はラック４６を含むｙ−ラックの第２の対としても知られるラックの第４の対とを含む。第３のギアアセンブリ４５ｂと同様に、ラック４８及び４６は、ベアリング４０のそれぞれの組などの任意の適切な手段によって第４の内側レール４９及び第４の外側レール５０などのｙ−レールの第２の対とも称されるレールの第４の対とスライド可能に結合又は係合され、ラック４８及び４６は、第１の下側ラックアンドピニオンギアアセンブリ４５ｄに関して上述したように第３のピニオンギア４７に接続される第４のアクチュエータ８０ｄの回転に応答してｙ方向に沿って横断するように構成される。
【００２７】
作動アセンブリ２２は、下側アレイ１２に作動的に結合され、且つアレイ１２を縮小するように構成される、複数のｘ−プッシュ／プル又は平行移動バー５１、５２及びｙ−プッシュ／プル又は平行移動バー５３、５４をさらに含んでもよい。一実施形態では、プッシュ／プル又は平行移動バー５１〜５４のそれぞれは、その反対端で上述のラックの反対の組などの反対のそれぞれのラックギアに結合される概して細長い部材であってもよい。プッシュ／プルバーはまた、下側アレイ１２の側部に結合されてもよく、又は概して内向きの力をかけて下側アレイ１２を上述のラックアンドピニオンアセンブリの力の下で収縮する又は縮小するように他の方法で構成されてもよい。プッシュ／プルバーはまた、概して外向きの力をかけて下側アレイ１２を上述のラックアンドピニオンアセンブリの力の下で拡張させる。
【００２８】
一実施形態では、図１２に示されるように、第１のｘ−プッシュ／プルバー５１は、プッシュ／プルバー５１の長手方向がｙ方向に延びるように配置される。プッシュ／プルバー５１は、それぞれ接着剤又は１つ以上のファスナなどの任意の適切な手段によって、第１の端で第１のラックアンドピニオンアセンブリ４５ａの外側ラック２１の一端の上部に取り付けられ、その反対の第２の端で第２のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｃの内側ラック３９の端の上部に取り付けられる。バー５１の中央部は、下側アレイ１２の図１２における左側などの側部に当接し、少なくとも１つの、一実施形態ではバー５１に及びアレイ１２の折り目付け要素１４のうちの１つにそれぞれ接続される複数の第１のｙ−ガイド５７によって、アレイ１２のこうした側部に取り付けられる。したがって、第１のアクチュエータ２０ａと第２のアクチュエータ２０ｃの図１２における反時計回り方向の協調した回転が、結果的にラック２１及び３９のｘ方向の協調した運動をもたらして、第１のｘ−プッシュ／プルバー５１をｘ方向に平行移動させ、押し、又は動かし、したがって下側アレイ１２の左側を右に付勢する。第２のｘ−プッシュ／プルバー５２は、同様にｙ方向に延び、それぞれ接着剤又は１つ以上のファスナなどの任意の適切な手段によって、その第１の端で第１のラックアンドピニオンアセンブリ４５ａの内側ラック１９の一端の上部に取り付けられ、その反対の第２の端で第２のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｃの外側ラック４１の端の上部に取り付けられる。第２のｘ−プッシュ／プルバー５２の中央部は、下側アレイ１２の図１２における右側などの側部に当接し、少なくとも１つの、一実施形態ではバー５２に及びアレイ１２の折り目付け要素１４のうちの１つにそれぞれ接続される複数の第２のｙ−ガイド５８によって、アレイ１２のこうした側部に取り付けられる。第１のアクチュエータ２０ａと第２のアクチュエータ２０ｃの図１２における反時計回り方向の上記の協調した回転から生じるラック１９及び４１の協調した運動が、プッシュ／プルバー５２をｘ方向に平行移動させ、押し、又は動かし、これにより、下側アレイ１２の右側全体を左に又は第１のｘ−プッシュ／プルバー５１の方にもっていく、押し流す、又は付勢する。
【００２９】
同様に、第１のｙ−プッシュ／プルバー５３及び第２のｙ−プッシュ／プルバー５４は、ラックアンドピニオンアセンブリ４５ｂ及び４５ｄに結合され、これらの間に延びてもよい。より詳細には、第１のｙ−プッシュ／プルバー５３は、それぞれ接着剤又は１つ以上のファスナなどの任意の適切な手段によって、第１の端で第３のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｂの外側ラック２６の一端の上部に取り付けられ、その反対の第２の端で第４のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｄの内側ラック３８の端の上部に取り付けられる。バー５３の中央部は、下側アレイ１２の図１２における前側などの側部に当接し、少なくとも１つの、一実施形態ではバー５３に及びアレイ１２の折り目付け要素１４のうちの１つにそれぞれ接続される複数の第１のｘ−ガイド５５によって、アレイ１２のこうした側部に取り付けられる。したがって、第３のアクチュエータ２０ｂと第４のアクチュエータ２０ｄの図１２における反時計回り方向の協調した回転が、結果的にラック２６及び４８のｙ方向の協調した運動をもたらして、第１のｙ−プッシュ／プルバー５３をｙ方向に平行移動させ、押し、又は動かし、したがって下側アレイ１２の前側を後側に付勢する。第２のｙ−プッシュ／プルバー５４は、同様にｘ方向に延び、それぞれ接着剤又は１つ以上のファスナなどの任意の適切な手段によって、その第１の端で第３のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｂの内側ラック２８の一端の上部に取り付けられ、その反対の第２の端で第４のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｄの外側ラック４６の端の上部に取り付けられる。第２のｙ−プッシュ／プルバー５４の中央部は、下側アレイ１２の図１２における裏側又は後側などの側部に当接し、少なくとも１つの、一実施形態ではバー５４に及びアレイ１２の折り目付け要素１４のうちの１つにそれぞれ接続される複数の第２のｘ−ガイド５６によって、アレイ１２のこうした側部に取り付けられる。図１２における反時計回り方向の第３のアクチュエータ２０ｂと第４のアクチュエータ２０ｄの上記の協調した回転から生じるラック２８及び４６の協調した運動が、プッシュ／プルバー５４をｘ方向に平行移動させ、押し、又は動かし、これにより、下側アレイ１２の後側全体を前側又は第１のｙ−プッシュ／プルバー５３の方にもっていく、押し流す、又は付勢する。第３のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｂ及び第４のラックアンドピニオンアセンブリ４５ｄは、下側プレート４に対してｚ平面内でより高く位置決めされ、アセンブリ４５ｂ及び４５ｄに取り付けられ且つこれらの間に延びる第１のｙ−プッシュ／プルバー５３及び第２のｙ−プッシュ／プルバー５４は、ｙ−プッシュ／プルバー５３及び５４の移動がｘ−プッシュ／プルバー５１及び５２の移動に干渉しないように、第１のｘ−プッシュ／プルバー５１及び第２のｘ−プッシュ／プルバー５２よりも高く位置決めされる。
【００３０】
下側アレイ１２のｘ方向及びｙ方向の一様な拡張及び収縮を容易にするために、下側アレイ１２の中間部に結合される１つ以上のガイドが提供されてもよい。一実施形態では、複数の第１のｘ−ガイド５５が第１のｙ−プッシュ／プルバー５３にスライド可能に結合されてもよく、複数の第２のｘ−ガイド５６が第２のｙ−プッシュ／プルバー５４にスライド可能に結合されてもよい。第１のｘ−スライドバー５９ａを、ベアリングなどの任意の適切な手段によって、第１のｘ−スライドバーによってそれぞれスライド可能に結合される又は支えられることができる、第１のｘ−ガイド５５をスライド可能に支えるための第１のｙ−プッシュ／プルバー５３上に提供する又は取り付けることができる。同様に、第２のｘ−スライドバー５９ｃを、ベアリングなどの任意の適切な手段によって、第２のｘ−スライドバーによってそれぞれスライド可能に結合される又は支えられることができる第２のｘ−ガイド５６をスライド可能に支えるための第２のｙ−プッシュ／プルバー５４上に提供する又は取り付けることができる。第１のｘ−ガイド５５及び第２のｘ−ガイド５６のそれぞれの対は、下側アレイ１２の折り目付け要素１４の縦列のうちのいくつかの反対端に固定することができる。このように、第１のｘ−ガイド５５及び第２のｘ−ガイド５６のうちの１つ以上は、アレイ１２がｘ方向に収縮又は拡張されるときに、それぞれのｘ−スライドバー又はレール５９ａ、５９ｃの上又は上をスライド又は移動してもよい。図面で例証される、例えば図１２に示される一実施形態では、一対のガイド５５、５６は、折り目付け要素１４の最も左の縦列、折り目付け要素１４の最も右の縦列、折り目付け要素１４の左中間の縦列、及び折り目付け要素１４の右中間の縦列のそれぞれの下部及び上部にそれぞれ固定される。
【００３１】
同様に、複数の第１のｙ−ガイド５７が第１のｘ−プッシュ／プルバー５１にスライド可能に結合されてもよく、複数の第２のｙ−ガイド５８が第２のｘ−プッシュ／プルバー５２にスライド可能に結合されてもよい。第１のｙ−スライドバー５９ｄを、ベアリングなどの任意の適切な手段によって、第１のｙ−スライドバーによってそれぞれスライド可能に結合される又は支えられることができる第１のｙ−ガイド５７をスライド可能に支えるための第１のｘ−プッシュ／プルバー５１上に提供する又は取り付けることができる。同様に、第２のｙ−スライドバー５９ｂを、ベアリングなどの任意の適切な手段によって、第２のｙ−スライドバーによってそれぞれスライド可能に結合される又は支えられることができる第２のｙ−ガイド５８をスライド可能に支えるための第２のｘ−プッシュ／プルバー５２上に提供する又は取り付けることができる。第１のｙ−ガイド５７及び第２のｙ−ガイド５８のそれぞれの対は、下側アレイ１２の折り目付け要素１４の横列のうちのいくつかの反対端に固定することができる。このように、第１のｙ−ガイド５７及び第２のｙ−ガイド５８のうちの１つ以上は、アレイ１２がｙ方向に収縮又は拡張されるときに、それぞれのｙ−スライドバー又はレール５９ｂ、５９ｄの上又は上をスライド又は移動するように適合されてもよい。図面で例証される、例えば図１２に示される一実施形態では、一対のｙ−ガイド５７、５８は、折り目付け要素１４の最上列及び折り目付け要素１４の最下列のそれぞれの左側及び右側にそれぞれ固定される。複数のｘ−ガイド５５、５６は、それぞれの折り目付け要素に取り付けるためにｚ軸に沿って第１の方向に、例えば上方向にｙ−プッシュ／プルバーに対して延びてもよく、一方、複数のｙ−ガイド５７、５８は、それぞれの折り目付け要素に取り付けるためにｚ軸に沿って第２の反対方向に、例えば下方向にｘ−プッシュ／プルバーに対して延びてもよい。このように、ｘ−ガイド及びｙ−ガイドは、互いに干渉せずにそれぞれのレール又はスライドバーに沿ってスライドすることができる。プッシュ／プルバーと、ガイドと、アレイの折り目付け要素との間の相互作用は以下でさらに詳しく説明される。
【００３２】
理解されるように、装置の典型的な動作中に、ｘ−プッシュ／プルバー５１及び５２の対は、外側ラック２１及び内側ラック２９並びに内側ラック１９及び外側ラック４１のそれぞれの組を平行移動する第１のアクチュエータ２０ａ及び第２のアクチュエータ２０ｃによってそれぞれ駆動される第１のピニオンギア１７及び第２のピニオンギア３７の回転により、互いの方に又は互いから離れる方に協調して概して動く。すなわち、装置の正常な動作中に、左側の又は第１のプッシュ／プルバー５１が右に動き、一方、右側の又は第２のプッシュ／プルバー５２が左に動いて、アレイ１２の対向する左側及び右側にｘ方向の概して内向きの力又は圧縮力をかける。こうした下側アレイ１２の部分的な又は完全な収縮の後で、左側の又は第１のプッシュ／プルバー５１が左に動き、一方、右側の又は第２のプッシュ／プルバー５２が右に動いて、アレイ１２の対向する左側及び右側にｘ方向の概して外向きの力又は引張力をかけ、折り目付け要素１４を引き離し、したがってアレイ１２が拡張する。下側アレイ１２のｘ方向の収縮及び拡張に関する説明と同様に、それぞれピニオン２７、４７及びアクチュエータ２０ｂ、２０ｄによって駆動されるラック２６、２４及びラック２８、４６の協調した運動が、同様に長手方向のプッシュ／プルバー５３及び５４を、それらが下側アレイ１２をｙ方向に縮小する又は拡張するように、互いに向かう又は離れる方に駆動する又は押し流すことができる。一実施形態では、こうした動作が、後述するように、結果的に、例えば図１２に示されるように、平面図で見たときに、下側アレイ１２における折り目付け要素１４のｘ方向及びｙ方向の両方の１対１収縮か又は１対１拡張をもたらし、一実施形態では、アレイ１２のｘ方向の運動は、ｘ方向の収縮又は拡張がｙ方向の収縮又は拡張と１対１であるように、アレイ１２のｙ方向の運動と協調する。ガイド５５〜５８は、ｚ軸に沿ったアレイの均等な拡張及び収縮を容易にし、アレイのすべての又はいずれかの部分の望ましくない運動又は歪みを最小にするために、それぞれのバー５３、５４、５１、５２をアレイの側部に固定するのに役立つ。図示される実施形態では、ラックアンドピニオンアセンブリ４２、４５は、プッシュ／プルバーのそれぞれの対、例えば一斉に動くバー５１及び５２並びに一斉に動くバー５３及び５４の協調した運動を生じるように適合されるが、個々の各プッシュ／プルバーがそのそれぞれの方向を独立して横断できるように、他の作動アセンブリが実装されてもよい。例えば、ラックアンドピニオンギアの代わりに、個々の各プッシュ／プルバーが別個のアクチュエータに結合されてもよく、したがって、各プッシュ／プルバーは、アレイの側部のうちの１つ以上をアレイの他の側部とは異なる程度に動かすために個々に駆動されてもよい。
【００３３】
一実施形態では、上側アレイ１０は下側アレイ１２と実質的に同一であり、上側アレイ１０の作動アセンブリ２２は下側アレイ１２の作動アセンブリ２２と実質的に同一である。一実施形態では、第１〜第４の上側アクチュエータ１８ａ〜１８ｄは、それぞれ第１〜第４の下側アクチュエータ２０ａ〜２０ｄと実質的に同一であり、それぞれ第１〜第４の下側ラックアンドピニオンアセンブリ４５ａ〜４５ｄと実質的に同一である第１〜第４のラックアンドピニオンアセンブリ又は他の適切なギア機構４２ａ〜４２ｄにそれぞれ結合される。一実施形態では、例えば図３に示されるように、上側アクチュエータ１８ａ〜１８ｄ及びラックアンドピニオンアセンブリ４２ａ〜４２ｄは、対向するそれぞれ下側アクチュエータ２０ａ〜２０ｄ及び下側ラックアンドピニオンアセンブリ４５ａ〜４５ｄと位置合わせ又は見当合わせされる。一実施形態では、上側作動アセンブリ２２は、ｘ及びｙプッシュ／プルバー、ｘ及びｙプッシュ／プルバーと実質的に同一のガイド、及び下側アレイ１２に関して上述したガイドをさらに含む。上側作動アセンブリ２２は、下側アレイ１２に関する下側作動アセンブリの動作に関して前述したのと実質的に同じ様態で上側アレイ１０に関して動作することができる。上側作動アセンブリ２２及び下側作動アセンブリ２２の同様の構成部品を説明及び特定するために本明細書では同様の参照番号が用いられている。
【００３４】
例えばｘ方向及びｙ方向に沿ったアレイの所望の水平方向の動きを提供するための他のフォームファクタ、アセンブリ、又は機構が用いられてもよい。これに関して、発電構成部品によって、例えばアクチュエータ２０、又は作動アセンブリ２２のこうした他の適切なポンプ、モータ、又はピストンによって生じる動きを伝達するためのギアの代わりに又はギアと組み合わせて、他のアセンブリ又は機構、例えば滑車及び駆動ベルトが用いられてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、下側アレイ１２のｘ方向及びｙ方向の作動又は運動は、作動アセンブリ２２がラックアンドピニオンアセンブリ４２及び４５又は滑車などのどのようなギアも含まないように１つ以上の電気モータによって直接駆動されてもよい。
【００３５】
図２で観察されるように、第１の又は上側アレイ１０及び第２の又は下側アレイ１２は、それぞれの折り目付け要素１３、１４の横列がｙ軸において位置合わせされるように配置され、一方、図３から分かるように、上側アレイ１０及び下側アレイ１２は、以下でかなり詳細に説明するように、それぞれの折り目付け要素１３、１４の上側の縦列３１及び下側の縦列３２がｘ軸において位置合わせされないように配置される。すなわち、図２に示すように、折り目付け要素１３の複数の第１の又は上側の縦列３１のそれぞれは、折り目付け要素１４の複数の第２の又は下側の縦列３２のそれぞれの右又は左のいずれかにオフセットされる。一実施形態では、上側アレイ１０は、下側アレイ１２よりも１本少ない縦列３１を有する（図２参照）。図３に示すように、折り目付け要素１３の複数の第１の又は上側の横列３３のそれぞれは、折り目付け要素１４の複数の第２の又は下側の横列３４のそれぞれと一致する。一実施形態では、上側アレイ１０における横列３３の数は下側アレイ１２における横列３４の数に等しい。図２に示すように、隣接する上側の縦列３１間の及び隣接する下側の縦列３２間の相対的な間隔、並びに隣接する上側の縦列３１及び下側の縦列３２間のオフセットが同じ、すなわち、縦列間で等間隔、並びに上側の縦列と下側の縦列との間で等しいオフセット距離であり得るように、各アレイ１０、１２の折り目付け要素１３、１４は、互いに対して規則的に離間されてもよい。同様に、隣接する上側の横列３３間の及び隣接する下側の横列３４間の相対的な間隔は等しくてもよい。
【００３６】
いくつかの例では、アレイのうちの１つの折り目付け要素の縦列、例えば第１のアレイ１０の縦列３１は、他のアレイの縦列、例えば第２のアレイ１２の縦列３２間の実質的に中央に位置してもよい。いくつかの例では、折り目付け要素は、折り目付け要素のいくつかの縦列が折り目付け要素の他の縦列よりも互いにより近くであり得るという点で規則的に離間されなくてもよく、これにより、本開示を考慮してさらに説明及び理解されるように、装置は結果的に得られる折り畳まれた構造体のセル間の異なる間隔を達成するように動作する。図３で観察されるように、装置１の動作の特定の段階で、折り目付け要素のそれぞれの横列３３、３４は、折り目付け要素１３の第１の又は上側の横列３３が折り目付け要素１４の対応する第２の又は下側の横列３４と同じｘ−ｚ平面内にあるという点で、位置合わせされる。しかしながら、上側の折り目付けアレイ１０及び下側の折り目付けアレイ１２のそれぞれがそれら独自の独立した作動アセンブリ２２を有するので、上側アレイ１０及び下側アレイ１２のそれぞれは、ｘ−ｙ平面内で互いに対して及び互いから独立して動く、例えば拡張又は収縮することができる。さらに、特定の動作段階の間に、いくつかの実施形態では、第１のアレイ１０の折り目付け要素又は折り畳み要素の横列３３は、第２のアレイ１２の折り目付け要素又は折り畳み要素の横列３４と位置合わせされてもよく、又は位置合わせされなくてもよい。加えて、独立した作動アセンブリ２２は、第２のアレイがアレイのｙ方向のどのような拡張又は収縮からも独立してｘ方向に拡張又は収縮できるようにする。
【００３７】
前述のように、装置１は、装置１の作動装置又はアセンブリ５、例えばアクチュエータ８、１８及び２０のうちの１つ以上に作動的に結合される１つ以上のコントローラを含んでもよい。１つ以上のコントローラ（図示せず）は、作動アセンブリ２２を用いて、媒体の折り畳みを達成するために方向及びステップの所定の順序に従って折り目付け要素１３、１４のアレイ１０、１２を平行移動するようにプログラム可能であってもよい。
【００３８】
本明細書で開示される装置及び方法を用いて形成され得る例示的な折り畳み可能な媒体６０及び三次元支持構造体６１が、ここで、図５〜図１０を参照して説明される。開示されるシステム及び方法を用いて種々の三次元支持構造体を形成することができ、その例は、Ｇａｌｅの米国特許第７，７６２，９３８号で説明され、該特許は、あらゆる目的のためにその全体がこの参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの例では、三次元の構造体は、可撓性材料、例えば折り畳み媒体６０の１つ以上のシートを種々のパターンに折り畳むことによって形成されてもよい。可撓性材料又は媒体６０は、紙又は他のセルロース製品、金属、プラスチック、複合材、又は他の材料であってもよい。材料６０は、様々な等級及び厚さであってもよく、ユーザの好みに基づいて種々の現在市販の又は後で開発される製品から選択されてもよい。
【００３９】
いくつかの例では、さらに説明されるように、概して長方形の折り畳まれた領域、例えばセル６３のモザイク分割（ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ）が画定される。しかしながら、いくつかの例では、用いられる個々の折り目付け要素１３、１４及び折り目付け要素のアレイ１０、１２の所望の三次元支持構造体及び特定の実装に応じて実質的に任意の形状又はパターンを達成することができる。いくつかの例では、アレイ又はセルのモザイク分割は、規則的なパターンを画定してもよく、又は例では、セルは不規則に配列されてもよい。一部のセルは、同じモザイク分割内の他のセルとは異なる大きさを有してもよい。例えば、より細いセルが存在する領域における折り畳まれた構造体にさらなる剛性又は剛直性が付与されるように、より細いセルの群がより広いセルの群間に点在してもよい。他の変形が、本開示に照らして理解され、本発明の範囲から逸脱することなく実装されてもよい。
【００４０】
いくつかの例では、本明細書では折り畳まれた構造体と交換可能に称される三次元支持構造体６１が、例えば胴体、翼、隔壁、床板、構造パネル、冷蔵庫、天井タイル、複合輸送コンテナ、及び耐震壁に用いられるパッケージング材料及び他の支持構造体の製造及び構成に用いられてもよい。例えば、本発明の折り畳まれた三次元支持構造体は、特定のサンドイッチ構造に用いられる発泡体コア材料又はハニカムコア材料などの従来のコア材料の代わりに又はこれに加えて用いることができる。しかしながら、他の用途のための他の三次元構造体を本開示に従って実装することができ、説明したものへのさらなる利点が本開示に照らして理解されるであろう。
【００４１】
さらに詳細に後述されるように、本開示に係る折り畳まれた構造体６１は、３平面配向、すなわちｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の垂直構造体を形成するために折り畳み媒体６０を複数の方向に折り畳むことによって形成されてもよい。いくつかの例では、図７に示すように第１の側部又は上側からと、図８に示すように第２の側部又は下側からとの両方から見たときに、三次元構造体は、材料又は折り畳み媒体６０の単一のシートをセル６３の繰返しパターンに折り畳むことで形成される。セル６３のそれぞれは、離間された第１の端壁７２及び第２の端壁７４と、端壁間にわたる第１の傾斜した側壁又はファセット７６及び第２の傾斜した側壁又はファセット７８とによって形成され、且つこれらを含む。一実施形態では、折り畳まれた構造体の離間された第１の端壁７２及び第２の端壁７４は、ｘ−ｚ平面に平行に延び、一方、第１の傾斜した側壁７６及び第２の傾斜した側壁７８は、ｙ−ｚ平面及びｘ−ｚ平面に或る角度をなして配置される（図７及び図８参照）。
【００４２】
端壁７２、７４のそれぞれは少なくとも２プライの材料６０を含み、側壁７６、７８のそれぞれは、少なくとも単一プライの材料６０を含む。本明細書で示される折り畳まれた構造体６１の実施形態では、端壁７２、７４のそれぞれは２プライの材料６０で形成され、側壁７６、７８のそれぞれは単一プライの材料６０から形成される。隣接するセル６３の第１の側壁７６及び第２の側壁７８は折り畳まれた縁８０で隣接する。セル６３は、繰返しパターンからの１つのセル６３の第１の端壁７２が繰返しパターンからの隣接するセル６３の第２の端壁７４に当接して材料６０の少なくとも４プライ壁８２を形成するようにさらに位置合わせされる。構造体６１を第１の側部から見たときに、図７に示すように、繰返しセル６３はその中にトラフ又は谷８６を有する第１の表面６２を画定し、構造体を反対の第２の側部から見たときに、図８に示すように、繰返しセル６３はその中にトラフ又は谷８６を有する第２の表面６４を画定する。第１の表面６２及び第２の表面６４は、それぞれ平坦であり、三次元構造体６１のｘ−ｙ基準面に及び互いに平行である。折り畳み媒体６０は、繰返しセル６３の所望のパターンに折り畳まれるときに、随意的な第１のライナ（図示せず）を第１の表面６２上に及び随意的な第２のライナ（図示せず）を第２の表面６４上に支持する及び／又は取り付けるのに用いられ得るレール６５のパターンを画定する。すなわち、第１の複数のレール６５ａは第１の表面６２上に形成され、第２の複数のレール６５ｂは第２の表面６４上に形成される。第１の複数のレール６５ａ及び第２の複数のレール６５ｂは、こうした表面６２、６４のそれぞれの折り畳まれた縁８０と組み合わされて、ｘ−ｙ平面に平行に延びる第１及び第２の離間された格子状パターンを形成する。したがって、１つ以上の随意的なライナが、格子状パターンに沿って折り畳まれた構造体に支持され及び／又は取り付けられてもよい。したがって、１つ以上の随意的なラインが、表面６２、６４と概して同一面内に及びｘ−ｙ基準面に平行に延びるように適合されてもよい。
【００４３】
いくつかの例では、繰返しセル６３のパターンは、上述のように４プライ壁構造体８２と、上行ファセット又は傾斜した側壁７８及び下行ファセット又は傾斜した側壁７６の繰返しパターンを含む（図６〜図８参照）。部分的に折り畳まれた媒体を示す図６及び十分に折り畳まれた構造体を示す図７及び図８に描画するように、ｙ方向に沿って見たときに、複数の隣接する傾斜した側壁７６、７８は、ｘ−ｚ平面に対して上行する傾斜した側壁及び下行する傾斜した側壁のパターンが交互する。隣接する上行ファセット又は傾斜した側壁７８と下行ファセット又は傾斜した側壁７６が複数の頂点又は凸部８０及び複数のトラフ又は凹部８６を形成する。隣接するファセット７６及び７８は、リッジ又は凸部８０で出会って凸又は上側折り畳み部８０を画定し、且つまた、トラフ又は谷の底部で出会ってトラフ折り畳み部８６を画定する。第１の表面６２上の凸折り畳み部８０は第２の表面６４上のトラフ折り畳み部８６に対応し、第１の表面６２上のトラフ折り畳み部８６は第２の表面６４上の凸折り畳み部８０に対応する。同様に、第２の表面６４上の凸折り畳み部８０は第１の表面６２上のトラフ折り畳み部８６に対応し、第２の表面６４上のトラフ折り畳み部８６は第１の表面６２上の凸折り畳み部８０に対応する。
【００４４】
凸折り畳み部８０と凹折り畳み部８６は、互いに概して平行であり、且つレール６５と概して垂直である。第１の側部から構造体を見たときに、例えば図７のように、凸折り畳み部８０は第１のｘ−ｙ平面内に延び、凹折り畳み部は第２のｘ−ｙ平面内に延びる。レール６５は、概してｘ方向に沿ってわたり、一方、直交する折り畳み部８０及び８６は、概してｙ方向にわたる。レール６５及び直交する折り畳み部８０によって画定される格子状のパターンは、構造体６１上に物体を支持するための増加した表面積を提供することができる。さらに、折り畳まれた構造体の傾斜したファセット７６、７８に概して垂直に提供される４プライ壁構造体８２の組み合わせは、その上に種々の物体を支持するのに前述の折り畳まれた構造体を用いるときに有利であり得る折り畳まれた構造体６１の強化された構造的剛性及び安定性を提供することができる。構造体６１を図７のように第１の側部又は図８のように第２の側部から見たとき、凸部８０及びトラフ８６の実質的に類似のパターン及びセル６３の同様の繰返しパターンが画定される。理解されるように、複数の４プライ壁８２並びに折り畳み部８０及び８６によって作製される事実上連続するレール６５は、説明されるシステム及び方法を用いて形成される三次元構造体６１に実質的な強度及び剛性を提供する。
【００４５】
本開示に係る折り畳み方法及び装置の理解を助けるために、本明細書で説明される例に係る耐久性のある支持構造体を形成するのに用いられる例示的な折り畳まれていない材料又は折り畳み媒体のシート６０の平面図を示す図５を参照してさらに詳細に折り畳み媒体６０が説明される。前述の構造体を形成するために、材料６０は、実質的に平たい平坦な状態から折り畳まれてもよい。媒体６０は、本明細書では、図５に示されたその折り畳まれていない平坦な状態から、図７及び図８に示された三次元の形態に折り畳まれる際に、３方向に変化する。具体的には、媒体６０は、ｚ軸に沿った高さが増加し、一方、ｙ軸に沿った長さとｘ軸に沿った幅との両方が減少する。折り畳み媒体６０は、概して長方形の材料のシートとして提供されてもよく、又は所望に応じて又は特定の用途に適し得るように円形、卵形、台形、三角形、又は他の複雑な外形などの任意の他の所望の形状を有してもよい。材料のシート６０は、第１の長手方向の縁６６、第２の長手方向の縁６７、第１の側縁６８、及び第２の側縁６９を含んでもよい。第１の長手方向の縁６６及び第２の長手方向の縁６７は、第１の側縁６８と第２の側縁６９との間に一緒に延び、こうした縁６６〜６９が折り畳み媒体６０の平面図外形を画定する。
【００４６】
材料又は折り畳み媒体のシート６０の折り畳みを容易にするために、折り畳み媒体６０が折り畳まれる前に又は折り畳まれる間に複数の折り目又は折り畳みライン７０が形成されてもよい。一実施形態では、折り目又は折り畳みライン７０は、媒体の折り畳み前に所望のパターンに従って折り畳み可能な媒体に刻み目をつける又は他の方法で脆弱化することによって形成されてもよい。例えば、折り畳みプロセスが始まる前に、折り畳み媒体６０の表面の一方又は両方に所定のパターンに沿って穿孔、戻り止め、又は他の特徴が付与されてもよい。一実施形態では、それに沿って媒体が折り畳まれる折り畳みライン７０のすべては、例えば、レーザを用いてこうした折り畳みライン７０の一部又はすべてに沿って媒体６０に刻み目をつけること又は穿孔することによって予め画定されてもよい。一実施形態では、こうした折り畳みライン７０の一部のみが折り畳みプロセスの前に予め画定され、他のこうした折り畳みライン７０は折り畳みプロセス中に形成される。特定の折り畳み材料又は用途に適し得るように、刻み目をつけること又は折り畳みラインを予め形成することの任意の組合せが用いられてもよい。一実施形態では、折り畳まれていない媒体６０は、複数の交差する折り目付け経路７１を含む刻み目又は折り目７０の繰返しパターンを含んでもよい。折り畳み媒体６０が三次元構造体に折り畳まれる際に、媒体の一部が、折り畳まれていない媒体の基準面、すなわちｘ−ｙ平面に対して上方に変位し、一方、他の部分は、基準面に対して下方に変位するか又は基準面内にとどまるであろう。すなわち、三次元構造体６１にされるときの媒体６０の輪郭は、媒体６０のそれぞれの部分が折り畳まれていない材料の平面に対して上及び下に折り畳まれる際に、複数の折り目又は折り畳みライン７０に沿って画定される凸部及びトラフを含むであろう。
【００４７】
大まかには、折り畳み媒体６０の折り畳みライン７０は、例として、互いに平行に延びる複数の第１の折り目付け経路７３、７５と、同じく互いに平行に延び、第１の折り目付け経路７３、７５と交差する、複数の第２の折り目付け経路７７、７９とを含む。各第１の折り目付け経路７３、７５は、複数の第１の経路セグメント８１から形成される。第１の折り目付け経路７３、７５のうちの各１つに関連する各複数の第１の経路セグメント８１は、ｘ方向に沿って直線をなすように概して位置合わせされる。理解されるように、本明細書で言及されるｘｙｚ基準座標系は、構成部品の説明及び相対的構成を容易にする目的で用いられ、限定する意味でとられるべきではない。
【００４８】
各第２の折り目付け経路７７、７９は、第１の山形セグメント又は角度のあるレッグ８３と、第２の山形セグメント又は角度のあるレッグ８５と、第１の角度のあるレッグ８３及び第２の角度のあるレッグ８５のうちの１つの自由端８８、例えば図５に示された第２の山形セグメント８５の自由端８８から延びる直線又はレッグ８７との繰返しパターンから形成される。すなわち、概して直線に従う複数の第１の折り目付け経路７３、７５とは異なり、第２の折り目付け経路７７、７９のそれぞれは、隣接する角度のあるレッグ８３、８５及び直線又はレッグ８７によって画定される経路に従う。理解されるように、本明細書に記載の平坦な構造体の想像上の折り畳みライン又は刻み目パターンを説明するのに用いられる「レッグ」という用語は、単に説明する目的でそのように称されており、限定する意味で受け取られるべきではない。どのような類似の又は適切な呼称も、提供される目的のために容認できるであろう。
【００４９】
一実施形態では、２つの角度のあるレッグ又は山形セグメント８３、８５は長さが等しくてもよく、約１２０°の角度をなしてもよい。すなわち、２つの隣接する角度のあるレッグ８３、８５によって画定される第１の角度８９は、いくつかの実施形態では、１２０度に等しくてもよい。異なる折り畳みパターンを提供する又は異なる折り畳まれた構造体を達成するために他の角度が用いられてもよい。一実施形態では、隣接する山形レッグ又はセグメント８３及び８５の対は等しい長さを有するが、いくつかの実施形態では、いくつかの対は異なる長さを有してもよい。すなわち、山形レッグ又はセグメントの第１の対９１は、第１の長さを有してもよく、一方、一方の端で第１の対９１に及びその他方の端で第２の対９２に接合される直線セグメント８７によって第１の対９１から分離される、山形レッグの次の又は第２の対９２は、第１の長さとは異なる第２の長さを有してもよい。角度のあるレッグの対におけるレッグ８３、８５のそれぞれは、例えば等辺三角形の上側部分を概して画定する同じ長さを概して有してもよい。
【００５０】
複数の直線又はレッグ８７が、各山形セグメント又は角度のあるレッグ８３、８５の隣接しない端間に延びる。ライン８７は任意の長さであってもよい。ライン８７の長さは、角度のあるレッグ８３、８５の長さと同じであってもよく、又はこうした角度のあるレッグの長さとは異なる長さであってもよい。同様に、第１の折り目付け経路７３、７５を形成する第１の経路セグメント８１は、所望に応じ得るように任意の長さであってもよい。セグメント８１の長さは、ライン８７又は角度のあるレッグ８３、８５の長さのうちのいずれか１つと同じであってもよく、又は異なる長さであってもよい。説明される例に照らして理解されるように、セグメント８１の長さは、傾斜しているファセット７６、７８の角度と組み合わされて、最終的な折り畳まれた三次元構造体６１の全厚、例えばｚ軸における高さを概して画定することができる。
【００５１】
図５に示すように、複数の第２の折り目付け経路７７、７９が複数の第１の折り目付け経路７３、７５と交差する。媒体６０は、本開示に係る三次元の支持構造体６１を形成するために第１の折り目付け経路７３、７５及び第２の折り目付け経路７７、７９に沿って折り畳み可能である。図５に折り畳まれていない状態で示される、媒体６０から形成される構造体６１の一実施形態が、図６に部分的に組み立てられた状態で示され、図７及び図８に十分に折り畳まれた状態で示される。
【００５２】
本発明の折り畳みプロセスの一実施形態では、例えば図６に示すように、中間折り畳み段階中に、複数の第２の折り目付け経路７９のうちの１つが例えば上方に折り畳まれ、一方、複数の第２の折り目付け経路７９のうちのｘ方向の次の経路が例えば下方に折り畳まれる。これは、図６に示すように、プリーツのある又はアコーディオン状の構造体を形成するために側縁６８、６９の長さに沿って繰り返される。上述のように連続する一連の第１の角度のあるレッグ８３及び第２の角度のあるレッグ８５と直線レッグ８７によって形成することができる第２の折り目付け経路７７、７９のそれぞれの不連続な性質に起因して、アコーディオン状のプリーツは、直線に従わないが、代わりに折り目付け経路に沿ったジグザグ経路に従う。図５及び図６に示すように、第２の折り目付け経路７７、７９、７９のこのジグザグは、媒体６０のコンパクトな形状への折り畳みをさらに容易にする。こうしたジグザグパターンは特定の利点を有するが、こうした構成は限定する意味でとられるべきではなく、他の構成又は折り畳みパターンを提供することができる。一実施形態では、折り畳み媒体は、すべての４つの側部、例えば長手方向の縁６６、６７及び側縁６８、６９が直線セグメントを含むように、概して長方形であってもよい。折り目又は折り畳みライン７０は、所望の折り畳みパターンを提供するために、媒体がどのような特定の形状に切断される必要もなしに、こうした概して長方形の媒体上に画定されてもよく、又は任意の特定の周囲外形を有してもよい。
【００５３】
各第２の折り目付け経路７７は、隣接する第２の折り目付け経路７９とは反対方向に折り畳み可能である。これにより、材料又は折り畳み媒体のシート６０が折り畳まれる際にリッジ又は凸部８０と谷又はトラフ８６との交互パターンが形成される。例えば、図５の最も下側の第２の折り目付け経路７７は、図７のように第１の側部から見たときに折り畳まれた構造体６１のトラフ８６として役立つことができ、隣接する第２の折り目付け経路７９は、構造体６１を第１の側部からそのように見たときに凸部又は凸折り畳み部８０として役立つことができる。ｘ方向の次の隣接する第２の折り目付け経路７７は、トラフ８６又は谷折り畳み部８６として役立つことができる。第１の折り目付け経路７３、７５のそれぞれは、隣接する第２の折り目付け経路７７、７９の凸部８０とトラフ８６との間、したがって折り畳み媒体６０の第１の長手方向の縁６６と第２の長手方向の縁６７との間に延びる直線である。特定の隣接する折り目付け経路７３、７５は、折り畳まれた構造体６１の表面上にファセット７６、７８のパターンを形成する。第１の折り目付け経路７３、７５のうちの少なくともいくつか、一実施形態では折り目付け経路７３、７５のすべては、第１の長手方向の縁６６と第２の長手方向の縁６７との間に延び、且つ折り畳まれた構造体の上行ファセット７６及び下行ファセット７８を画定する、複数の交互する上行経路及び下行経路９０を形成するために、ジグザグパターン又は一連の上行ライン及び下行ラインに従う。経路９０に含まれる第１の複数の隣接する第１の折り目付け経路９３、９４は、隣接する直線部８７のそれぞれの反対端を接続し、隣接するセル６３の上行及び下行輪郭に従う。各ファセット７６、７６は、隣接する第１の折り目付け経路９３、９４及び一対の隣接する凸折り畳み部８０及び谷折り畳み部８６の一部によって境界付けられる。経路９０に含まれる第２の複数の第１の折り目付け経路９５、９６は、隣接する角度のあるレッグ８３、８５の第１の対の隣接した端及び隣接する角度のあるレッグ８３、８５の第２の対の隣接した端をそれぞれ接続し、このそれぞれは支持構造体６１の隣接するレール又は壁６５の対に折り畳まれる又はその一部となる。
【００５４】
一実施形態では、図７及び図８に描画されるように、折り畳まれた構造体の隣接するセル６３間にわたるレール６３の各部分１０８は、こうした隣接するセル６３間の端壁７２、７４、したがって、少なくとも４プライ壁構造体８２を形成する、少なくとも一対の２プライセグメント９７を含んでもよい。一実施形態では、２プライセグメント９７のそれぞれは、ｘ軸に沿った隣接するセル間の部分１０８であるレール６５の隣接する部分１０８に延びてもよく、したがって、レール６５の区域は８プライ構造体を含んでもよい。異なる折り目付け経路を用いて、例えば第１の経路セグメント８１、山形セグメント８３、８５、及び直線又はレッグセグメント８７の長さを変化させて、並びにこうしたセグメント間の角度、例えば隣接した山形部又は角度のあるレッグセグメント８３、８５間の角度８９を変化させて、他の構成が達成されてもよい。一実施形態では、角度のあるセグメント８３、８５の長さが直線セグメント８７の長さを上回るときに、結果的に得られるレール６５は、４よりも多いプライを有する部分を含んでもよい。一実施形態では、レール６５のいくつかの部分は、４よりも少ないプライ、例えば２プライを有してもよい。
【００５５】
折り畳みプロセスは、図６に示され、図９及び図１０における折り畳みプロセスの段階中にかなり詳細に描画されるモザイク分割された折り畳み媒体６０の複数の領域９８のうちの１つを参照してさらに説明される。図６及び図９に部分的に折り畳まれた状態で示すように、一実施形態では、折り畳み媒体６０の一部は、第１のレッグ又は山形部セグメント８３と、第１の角度のあるセグメント又は山形部を形成する第２のレッグ又は山形部セグメント８５とを含む。第１のレッグ８３及び第２のレッグ８５は、好ましくは等しい長さである。第１の角度８９は、第１のレッグ８３と第２のレッグ８５との間に存在する。角度８９は、好ましくは折り畳まれていない平坦な状態において約１２０°となる。第３のレッグ又は直線８７は、第２のレッグ８５の自由端８８から延び、別の第３のレッグ８７は、第１のレッグ８３の自由端から延びる。第３のレッグ８７の長さは、製造上の選択に適応するために任意の長さであってもよく、したがって、第３のレッグは、第１のレッグ８３及び第２のレッグ８５に等しくても、より短くても、又はより長くてもよい。第１の山形セグメント８３に隣接する第３のレッグ８７は、第１の山形セグメント８３から第２の角度９９をなして延び、第２の山形セグメント８５に隣接する第３のレッグ８７は、第２の山形セグメント８５から第３の角度１００をなして延びる。折り畳み媒体の折り畳まれていない平坦な状態においておよそ１５０°であり得る角度９９、１００のそれぞれが例えば図５に示される。一実施形態では、角度８９、９９及び１００は異なる大きさであってもよい。一実施形態では、角度８８、９９及び１００のうちのいくつか又はすべては同じ大きさであってもよい。
【００５６】
第１のセグメント又はレッグ８３、第２のセグメント又はレッグ８５、及び隣接する第３のセグメント又はレッグ８７のうちの１つ、例えば第１のセグメント８３に隣接するレッグ８７の組が、第１の折り目付け経路７７、７９の長さ、したがって折り畳まれた構造体９１の長さに沿った繰返しパターン１０９を画定する（図６、図９、及び図１０参照）。各こうした繰返しパターン１０９は、折り畳まれた構造体６１の長さに沿って延びるファセット１０１、１０２、及び１０３の繰返しパターンを画定するために、こうした複数の平行な第１の経路セグメント８１によってｘ軸に沿って離間される隣接したレッグ８７、８３、８５の隣接するパターン１０９に複数の第１の経路セグメント８１によって接続される。第４の角度１１１は、各第１の経路セグメント８１と各第１の山形セグメント８３の自由端８８との交差によって画定され、類似の第４の角度１１１が、各第１の経路セグメント８１と各第２の山形セグメント８５の自由端８８との交差によって画定される（図５参照）。一実施形態では、第４の角度１１１は、例えば図５に示される折り畳み媒体の折り畳まれていない平坦な状態においておよそ６０度であってもよい。一実施形態では、例えば角度８９、９９、及び１００の大きさに応じて、第４の角度１１１は６０度以外であってもよい。第５の角度１１３は、水平直線セグメント８７と隣接する垂直直線セグメント８１との交差によって画定され、図５に示されるようにおよそ９０度であってもよい。図１０に示された領域９８で例証されるように、構造体６１が十分に折り畳まれるときに、角度１１３は概して９０度のままである。媒体６０が折り畳まれる際に、セル６３の格子状のパターン又はモザイク分割を有する十分に折り畳まれた構造体６１において、初めは鈍角であり得る角度９９及び１００がおよそ９０度に縮小又は減少されてもよく、初めは鈍い鈍角であり得る隣接する角度のあるレッグ８３、８５間の角度８９がゼロに縮小又は減少されてもよい。
【００５７】
このように、複数の第１の経路セグメント８１によって接続される前述のレッグ又はセグメント８７、８３、及び８５の種々の組合せによって画定されるファセット１０１、１０２、及び１０３の繰返しパターンが、ｙ軸とｘ軸との両方に沿って繰り返される（図５〜図６参照）。本明細書の三次元支持構造体を形成するのにファセット１０１、１０２、及び１０３の任意の数の繰返しパターンが用いられてもよい。好ましくは、三次元支持構造体の大きさは、ファセット１０１、１０２、及び１０３の数、こうしたファセット又はファセットをもたらすレッグ８７、８３、及び８５の大きさ、及び折り畳まれたモザイク分割された媒体によってもたらされる支持構造体の所望の大きさによって定義される。ｙ軸に沿って離間された複数の第１の経路セグメント８１によって相互接続されるレッグ８７、８３、及び８５の繰返しパターン１０９の隣接する対が、媒体６０の長さ及び幅の両方に沿って延びる折り畳み媒体６０の長手方向の領域又はストリップ１１０、１１２の繰返しパターンを画定する。媒体６０が折り畳まれるときに、本発明の折り畳まれた支持構造体の一実施形態のプリーツのある又はアコーディオン状の部分を提供するために、図１０に示すように、１つの又は第１の領域又はストリップ１１０はｘ方向に延びる際に上方に傾斜し、隣接する第２の領域又はストリップ１１２はｘ方向に延びる際に下方に傾斜する。
【００５８】
本明細書で説明されるように、折り畳み可能な媒体のレッグ又はセグメント、例えばレッグ又はセグメント８７、８３、８５、８１を形成するために媒体６０に予め形成することができる刻み目又は折り畳みラインは、媒体６０を本発明の支持構造体に折り畳むのを支援するのに役立つ。本明細書に、例えば図５及び図６に描画される折り畳みラインは、説明する目的で提供され、いくつかの実施形態では、こうした予め形成される刻み目又は折り畳みラインは材料のシート上に存在しないことが理解される。これに関して、前述の想像上の折り畳みラインの少なくともいくつかに沿って、例えばレッグ又はセグメント８７、８３、８５、８１のうちのいくつか又はすべてに沿って、折り畳みプロセス中に折り畳み部を形成することができる。媒体６０が折り畳まれる際に、例えば図６に示すように、刻み目又は折り畳みラインは、媒体６０に一連の凸部８０及び谷８６を形成するように協働して、最終的に本明細書に記載のセル６３の繰返しパターンをもたらす。折り畳みプロセスの前に材料又は折り畳み可能な媒体６０に刻み目又は他の脆弱化が提供される一実施形態では、刻み目は、折り畳み可能な媒体６０の表面のうちの一方又は両方に提供されてもよい。例えば、刻み目は、複数の折り目又は折り畳みライン７０の選択された組については媒体の上面のみに提供されてもよく、刻み目は、残りの折り目又は折り畳みライン７０については媒体の下面に提供されてもよい。理解されるように、材料の上面又は下面に選択的に刻み目をつけることで、媒体が脆弱化された表面の方向に自然に折り畳まれ得る折り畳み方向を誘導することができる。
【００５９】
本発明の折り畳みプロセスの一実施形態では、折り畳み可能な媒体６０は、以下のようにセル６３の所望のパターンに折り畳まれてもよい。媒体のプリーツ加工は、連続した又は隣接する第２の折り目付け経路７７、７９を上方向及び下方向に交互に折り畳むことによって得られてもよい。同時に、若しくはプリーツ加工ステップの前又は後であり得る異なる時点で、媒体はまた、第１の折り目付け経路７３、７５に沿って折り畳まれてもよい。折り畳み媒体が折り畳まれる際に、角度８９は、大きさがおよそゼロ度となるまで減少し、この時点で、１つのセルの第１の端壁７２が隣接するセルの第２の端壁７４に当接し又は隣接して延びて４プライ構造体８２を形成する。各直線セグメント８７及び隣接する角度のあるレッグ８３によって画定される角度９９と、こうした各直線セグメント８７及び隣接する角度のあるレッグ８５によって画定される角度１００との両方も、構造体が折り畳まれる際に減少し、図７〜図８に示される構造体６１の一実施形態ではおよそ９０度である。折り畳まれた構成では、セグメント８７のそれぞれは、凸折り畳み部８０又は谷折り畳み部８６と一致する。したがって、折り畳まれた構成では、４プライ壁構造体８２の縁を画定するセグメント８７と隣接するセグメント８３及び８５のそれぞれとの間の結果的に得られる角度１０７はおよそ９０度である。このように、セル６３の繰返しパターンが形成され、概して格子状の又はモザイク分割された状態で構成されてもよい。理解されるように、結果的に得られる折り畳まれた構造体は、平坦にされた、折り畳まれていない媒体の寸法よりも小さい全寸、例えば、長さ及び幅を有する。すなわち、材料の単一のシートから三次元構造体が形成される際に、結果的に得られる製品の寸法がｘ方向及びｙ方向に沿って減少し、一方、結果的に得られる製品の寸法がｚ方向に増加し、したがって構造体の高さが増す。
【００６０】
ここで本発明の折り畳まれた構造を形成するための例示的な装置及び方法に戻ると、折り目付け要素１３、１４の上側アレイ１０及び下側アレイ１２の相対的な位置決め、作動、及び動作がここで説明される。例示的な装置１において、各アレイ１０、１２は、それぞれの縦列３１、３３及びそれぞれの横列３２、３４に配列され、且つｘ方向及びｙ方向に沿って移動可能となるように構成される、複数のそれぞれの折り目付け要素１３、１４を含む。加えて、アレイ１０、１２のうちの一方又は両方は、ｚ方向又は垂直方向１５にも移動可能であってもよい。アレイ１０、１２及び個々のそれぞれの折り目付け要素１３、１４の相対的な動きが、例示的な折り畳み動作に関連して以下でさらに説明される。
【００６１】
図１４は、十分に拡張された又は第１の位置にある図１〜図４に描画された第２の又は下側アレイ１２の一部１２ａの斜視図を示す。十分に拡張された又は第１の位置にある第１の又は上側アレイ１０の対応する上側の一部１０ａは、図１６〜図１７、図１９〜図２０の下側の一部１２ａと共に示される。説明を明瞭にする及び簡素化するために、アレイ１０及び１２の一部１０ａ、１２ａのみが図１４〜図１７、図１９〜図２１、図２３〜図２４、及び図２８〜図３０に示されるが、本明細書に描画及び記載される例示的な構成は、本開示に係る任意の大きさのアレイ、例えば図１に示された全アレイ１０、１２に、又は所望に応じ得るように選択される任意の他の大きさ又は構成のアレイに適用することができる。
【００６２】
上側アレイ１０の折り目付け要素１３のうちのいくつか又はすべては実質的に同一とすることができ、下側アレイ１２の折り目付け要素１４のうちのいくつか又はすべては実質的に同一とすることができることが分かる。上記の図面に示される一実施形態では、折り目付け要素１３、１４はすべて同一である。折り目付け部材又は折り畳み要素又は部材と称されることもある個々の各折り目付け要素１３、１４は、長方形の横断面を有することができる概して細長い部材として実装されてもよい（図１４〜図１５参照）。折り目付け要素のうちのいくつか又はすべては、実質的に任意の横断面を有するように構成されてもよく、例えばこうした折り目付け要素は、折り目付け要素がロッド又は他の円筒形部材として概して形状設定されるように横断面において円形又は卵形であってもよいことが分かる。折り目付け要素のうちのいくつか又はすべてを形成するために所望に応じて他のフォームファクタが用いられてもよい。
【００６３】
一実施形態では、各折り目付け要素１３、１４は、第１の又は上側部分１５０及び第２の又は本体部分１５１を含む（下側アレイの一部１２ａに関する図１４参照）。上側部分１５０は、折り畳み可能な媒体６０に係合する又はこれを折り畳むように構成される前縁１２２を有するように形状設定されてもよい。前縁１２２は、材料又は折り畳み媒体のシート６０に係合し、且つ材料のシートの折り畳みを容易にするのに適する任意の様態で形状設定されてもよい。例えば、前縁１２２は、上側部分１５０の最上端に配置される鋭い又は鈍い縁を含んでもよい。前縁は、連続してもよく、又は不連続となるようにその中に１つ以上のスペースを有する状態でセグメント化されてもよい。前縁１２２は、折り畳みライン７０に沿って媒体６０に刻み目をつける又は他の方法で前縁によって係合される部分での媒体の折り畳みを容易にするために、縁に沿って間隔をおいて配置される鋭い穿刺要素又は刻み目つけ要素を備えてもよい。前縁１２２は、媒体の所望の折り畳みを達成するために、互いに対して任意の適切な角度で傾けられ、且つ前縁１２２から及び前縁１２２に対して外向きに傾斜している、上側部分１５０の２つの対向する傾斜側部又は面１２４、１２６によって画定されてもよい。一実施形態では、傾斜した側部１２４、１２６は、互いに対して９０度を下回る角度をなして傾けられ、一実施形態では、傾斜した側部１２４、１２６は、互いに対して鋭角、例えば６０、４５、又は３０度をなして傾けられる。前縁１２２は、折り畳まれている材料又は媒体６０を引き裂く又は他の方法で損傷するリスクを回避する又は最小にするために僅かに丸みをつけられてもよい。傾斜側部１２４、１２６間に延びる側部又は面１２８、１３０は、互いに概して平行であってもよく、又はそれらは互いに対して角度をなしてもよく、一実施形態では側部又は面１２８、１３０に対して９０度をなして延びる。図１４に示すように、例えば、例示的な折り目付け要素１４の上側部分１５０は、互いに対して傾けられる傾斜面１２４、１２６によって形成されるｘ−ｚ平面内の概して三角形の断面を有するという点で切妻に似ているように形状設定される。
【００６４】
折り目付け要素の本体部分１５１は、図１４に示すように頂部、遠位、又は上側区域１７０、中間又は中央区域１７１、及び底部、近位、又は下側区域１７２を含むことができる。各折り目付け要素１３、１４の本体部分１５１は、それぞれのアレイ１０、１２の各折り目付け要素の本体部分１５１の結合に適応し、且つ作動アセンブリ５へのアレイの結合にさらに適応する所望の任意の様態で形状設定及び構成されてもよい。一実施形態では、上述のように、各アレイの折り目付け要素は、各折り目付け要素が少なくとも１つの、好ましくは複数の他の折り目付け要素に隣接するように横列及び縦列に配列される。例えば、下側アレイ１２に関する図１４では、折り目付け要素１４ｅは、ｘ方向に沿って折り目付け要素１４ｄ、１４ｆに隣接し、これらの間に配置され、ｙ方向に折り目付け要素１４ｂ、１４ｈに隣接し、これらの間に配置される。
【００６５】
隣接する折り目付け要素は、ｙ軸に沿った折り目付け要素の縦列の拡張及び収縮、並びにｘ軸に沿った折り目付け要素の横列の拡張及び収縮を可能にすることができる適切な連結アセンブリを用いて一緒に接続することができる。一実施形態では、ｙ軸における折り目付け要素の拡張及び収縮は、ｘ軸における折り目付け要素の拡張及び収縮から独立している。連結アセンブリは、折り目付け要素の横列３３又は３４におけるすべての折り目付け要素が第１の方向に、例えばｙ軸に沿って一緒に移動可能であり、且つ折り目付け要素の縦列３１又は３２におけるすべての折り目付け要素が第２の方向に、例えばｘ軸に沿って一緒に移動可能であるように構成されてもよい。したがって、第１の方向と第２の方向は互いに直交することができる。アレイ１０、１２に実質的に類似した折り目付け要素アレイの一実施形態（図示せず）では、連結アセンブリは、ｘ−ガイドロッド及びｙ−ガイドロッドを用いて実装されてもよく、この場合、こうした折り目付け要素の互いに対する拡張及び収縮をそれぞれ可能にするために、ｘ−ガイドロッドは折り目付け要素の横列３４を一緒に結合し、ｙ−ガイドロッドは折り目付け要素の縦列３２を一緒に結合する。例えば、第１のｘ−ガイドロッドは、折り目付け要素の第１の横列が第１の方向に一斉に動くように第１の横列の折り目付け要素を一緒に結合してもよい。第２のｘ−ガイドロッドは、第２の横列におけるすべての折り目付け要素が第１の方向に一斉に動くように折り目付け要素の第２の又は隣接する横列を結合してもよい。第２の方向が第１の方向に垂直な例示的な直交配向において、第１のｙ−ガイドロッドは、第１の縦列３１又は３２における折り目付け要素のすべてを一緒に結合してもよく、第２のｙ−ガイドロッドは、第２の縦列３１又は３２における折り目付け要素のすべてを一緒に結合してもよい。ｙ−ガイドロッドは、ｘ−ガイドロッドに概して垂直に配置されてもよく、したがって、平面図で、すなわちｘ−ｙ平面で見たときにロッド要素のマトリクスをもたらす。個々の折り目付け要素は、２つのロッド要素の想像上の交点に提供されてもよい。ｘ−ガイドロッド及びｙ−ガイドロッドは、各個々の折り目付け要素がｘ方向とｙ方向の両方に動くことができるように個々の折り目付け要素に結合されてもよい。例えば、ｘ−ガイドロッドは、第１のｘ−ｙ平面内に提供されてもよく、一方、ｙ−ガイドロッドは、ｚ軸に沿って第１のｘ−ｙ平面からオフセットされた第２のｘ−ｙ平面内に提供されてもよい。複数の平行なｘ−ガイドロッドは、ｘ方向に沿ったｘ−ガイドロッドの運動がｙ方向に沿ったｙ−ガイドロッドの運動に干渉しないように、複数の平行なｙ−ガイドロッドよりも上又は下にｚ方向に沿ってそのようにオフセットされてもよい。
【００６６】
一実施形態では、本明細書では拡張可能な連結アセンブリ又は一方向に拡張可能な連結アセンブリと交換可能に称されることがある連結アセンブリが、折り目付け要素の縦列３１又は３２及び折り目付け要素の横列３３又は３４をそれぞれ一緒に結合するためにｙ−移動シザーアセンブリ１５４及びｘ−移動シザーアセンブリ１５２を用いて実装されてもよい。金属又はプラスチックなどの任意の適切な材料から作製することができる各ｙ−移動シザーアセンブリ１５４及びｘ−移動シザーアセンブリ１５２は、一対のシザー要素又は連結部を含む。例えば、各ｙ−移動シザーアセンブリ１５４は、第１のｙ−シザー連結部１５６及び第２のｙ−シザー連結部１５８を含んでもよい（図１４参照）。第１のｙ−シザー連結部１５６及び第２のｙ−シザー連結部１５８は、例えばｘ−中心ピボット要素又はピン１５７を含むことができるピボット手段又はジョイントを用いてピボット運動可能に一緒に結合される。各ｙ−シザー連結部１５６、１５８は、ｙ方向の第１の端１６０及びｙ方向の第２の端１６２を有する。一実施形態では、各ｙ−シザー連結部１５６、１５８のｙ方向の第１の端１６０は、例えばｙ−固定ピボット要素又はピン１６１を用いることによって、それぞれの隣接する折り目付け要素の本体部分１５１の中央区域１７１に固定して結合されてもよい。一実施形態では、第１のｙ−シザー連結部１５６のｙ方向の第１の端１６０は、その折り目付け要素の一方の側部に結合され、第２のｙ−シザー連結部１５８のｙ方向の第１の端１６０は、その折り目付け要素の反対の他方の側部に結合される。各ｙ−シザー連結部１５６、１５８のｙ方向の第２の端１６２は、例えば中央区域１７１上に設けられ且つｚ方向に長手方向に延びるｙ−スロット１６５内にスライド可能に配置されるｙ−移動可能ピン１６３を用いて、それぞれの隣接する折り目付け要素の本体部分１５１の中央区域１７１にスライド可能に結合されてもよい。一実施形態では、各シザー連結部１５６、１５８のスライド可能な端１６２は、中央区域１７１上のピン１６１よりも下にあるが、連結部のそれぞれのｙ方向の第１の端１６０と同じ折り目付け要素の側部上にあり、しかしながら、スライド可能な端１６２が固定された端１６０よりも上に提供される代替的な構成を提供することができる。一実施形態では、各ｙ−シザー連結部１５６、１５８のｙ方向の第１の端１６０は、それぞれの隣接する折り目付け要素１３、１４にスライド可能に結合されてもよく、ｙ方向の第２の端１６２は、それぞれの隣接する折り目付け要素に固定して結合されてもよい。さらに、本発明の例では、隣接する折り目付け要素の各対を一緒に結合するために単一のｙ−移動シザーアセンブリ１５４が提供されるが、一実施形態では、１つよりも多い、例えば、２つ、３つ、又はそれ以上のｙ−移動シザーアセンブリが含まれ、同様に構成されてもよい。各ｙ−シザー連結部１５６、１５８は、ｙ方向のそれぞれのアレイ１０、１２の拡張中にこうした連結部によって一緒に結合される隣接する折り目付け要素間の所望の分離を可能にする長手方向の寸法に設定される。
【００６７】
同様に、各ｘ−移動シザーアセンブリ１５２は、第１のｘ−シザー連結部１５３及び第２のｘ−シザー連結部１５５を含んでもよい（図１９参照）。ｙ−移動シザー連結部１５６、１５８と同様に、各ｘ−移動シザー連結部１５３、１５５はｘ方向の第１の端１６４及びｘ方向の第２の端１６６を有する。一実施形態では、ｘ方向の第１の端１６４は、ｘ−固定ピン１６７を用いて本体部分１５１に結合されてもよい。一実施形態では、第１のｘ−シザー連結部１５３のｘ方向の第１の端１６４は、その折り目付け要素の一方の側部に結合され、第２のｙ−シザー連結部１５５のｘ方向の第１の端１６４は、その折り目付け要素の反対の他方の側部に結合される。ｘ−シザー連結部のｘ方向の第２の端１６６は、本体部分１５１に設けられたｘ−スロット１６８を通して延び、且つ本体部分１５１上をｚ方向に長手方向に延びるｘ−移動可能ピン１６９を用いて、本体部分１５１に移動可能に又はスライド可能に結合されてもよい。各連結部１５３、１５５のｘ方向の第２の端１６６は、連結部のそれぞれのｘ方向の第１の端１６４と同じ折り目付け要素の側部上でそれぞれ本体部分１５１にスライド可能に結合される。第１のｘ−シザー連結部１５３及び第２のｘ−シザー連結部１５５は、ｘ−中心ピン１５９を用いて互いにピボット運動可能に結合されてもよい。各ｘ−シザー連結部１５３、１５５は、ｘ方向のそれぞれのアレイ１０、１２の拡張中にこうした連結部によって一緒に結合される隣接する折り目付け要素間の所望の分離を可能にする長手方向の寸法に設定される。一実施形態では、ｘ方向よりもｙ方向により大きくアレイ１０、１２が拡張できるようにするために、ｙ−シザー連結部１５６、１５８はｘ−シザー連結部１５３、１５５よりも長い。本発明の例では、ｘ−ｚ平面内の折り目付け要素の各隣接する対を一緒に結合するために第１のｘ−移動シザーアセンブリ及び第２のｘ−移動シザーアセンブリが用いられる。第１のｘ−移動アセンブリ１５２ａは、ｙ−移動シザーアセンブリ１５４よりも上の、各隣接する折り目付け要素の遠位又は上側区域１７０に結合され、第２のｘ−移動アセンブリ１５２ｂは、ｙ−移動シザーアセンブリ１５４よりも下の、各隣接する折り目付け要素の近位又は下側区域１７２に結合される。任意の数のｘ−移動シザーアセンブリが提供されてもよいことが分かる。一実施形態では、隣接する折り目付け要素の各対を一緒に結合するために単一の−移動シザーアセンブリが用いられてもよい。さらに、上述の構成とは異なる、折り目付け要素上のシザーアセンブリ１５２、１５４の任意の構成を提供できることが分かる。
【００６８】
ピボットジョイント１５９は、ｘ−シザー連結部１５３、１５５の少なくとも１つの端１６６と隣接する折り目付け要素１３、１４のそれぞれの部分との移動可能又はスライド可能な結合と組み合わされて、こうしたシザー要素又は連結部１５３、１５５間の相対角度１８０が変化することを可能にする（図１９参照）。角度１８０の変化が、隣接する折り目付け要素１３、１４間のｘ軸に沿った距離１８３を減少又は増加させる。同様に、ピボットジョイント１５７は、ｙ−シザー連結部１５６、１５８の少なくとも１つの端１６２と隣接する折り目付け要素１３、１４のそれぞれの部分との移動可能又はスライド可能な結合と組み合わされて、こうしたシザー要素又は連結部１５６、１５８間の相対角度１８１が変化することを可能にする（図２０参照）。角度１８１の変化が、隣接する折り目付け要素１３、１４間のｙ軸に沿った距離１８２を減少又は増加させる。このように、連結アセンブリ、例えばシザーアセンブリ１５２、１５４は、折り畳みプロセス中の折り目付け要素のアレイ１０、１２の拡張及び縮小又は収縮を容易にする。
【００６９】
折り目付け要素１３、１４は、金属、プラスチック、又はセラミック材料などの任意の適切な材料から作製することができ、一実施形態では、剛性のこうした材料から作製することができる。折り目付け要素のすべてが同じ材料から作製される必要はなく、例えば一部の折り目付け要素は剛性のプラスチックから作製することができ、一部の他の折り目付け要素は金属から作製することができ、一部の他の折り目付け要素は、セラミック材料から作製することができる。一実施形態では、各折り目付け要素１３、１４の上側部分１５０及び本体部分１５１は、例としてモールディング又は機械加工によって一部品に製作される単一のユニット構造体、例えばモノリシック構成部品として形成されてもよい。一実施形態では、各折り目付け要素は、折り目付け要素を形成するために組み立てられ、折り目付け要素のアレイ１０、１２のそれぞれに組み立てられる複数の個々のサブ構成部品を含んでもよい。
【００７０】
一実施形態では、折り目付け要素１３、１４の下部区域１７２の端部１７３は、すべり接触面又はベアリング１７５を備えてもよい。一実施形態では、端部１７３は、あらゆる時点で又は作動又は折り目付けアセンブリ５、７の動作中に端部１７３がプラットフォームと接触しないように、プラットフォーム４、６から上に十分に離間されてもよい。こうした実施形態では、折り目付け要素のアレイは、一般に、プラットフォーム４及び６よりも上に浮いているものとして説明することができる。各アレイ１０、１２の想像上の下面がそれぞれのプラットフォーム６、４に接触できるようにすることによって、付加的な剛性及び力を得てもよい。これに関して、各折り目付け要素１３、１４の端部１７３は、スリップ剤又は他の低摩擦材料、例えばポリマーで滑らかにされ及び／又は被覆されてもよい。端部１７３は、低い摩擦係数を有する材料を用いて製作されてもよく、又は端部１７３は、他の方法で、例えばローラベアリング又は他の従来の低摩擦ベアリング機構を用いることによってプラットフォームと滑り接触及び／又はベアリング接触するように構成されてもよい。ピボットジョイント１５７、１５９、固定ピン１６１、１６７、及び滑りピン１６３、１６９などの種々の滑りジョイント又はピボット運動ジョイント、並びにすべり接触面、例えばピン１６３及び１６９を受け入れるように適合されたスロット１６５、１６８の表面はまた、低い摩擦抵抗を提供し、こうした滑り構成部品の摩耗を最小にする材料で滑らかにされ、被覆され、又は他の方法で製造されてもよい。
【００７１】
ロッド要素及びシザーアセンブリ１５２、１５４を含む前述の連結アセンブリ又は拡張可能な連結アセンブリの具体的な実施形態は、本開示に係る可能な折り目付け要素を相互連結する種々の実装のうちの２つの例にすぎない。折り目付け要素の所与の横列３３、３４におけるすべての折り目付け要素が第１の方向に一斉に移動可能であり、且つ折り目付け要素の所与の縦列３１、３２におけるすべての折り目付け要素が第２の方向に一斉に移動可能であり得るように折り目付け要素の所望の連結を達成する他の変形例が可能であることが分かる。一実施形態では、所望の場合に、各折り目付け要素１３、１４の個々の作動が提供されてもよく、１つ以上のコントローラが、折り目付け要素１３、１４の協調した運動をもたらすように構成されてもよい。例えば、所望のタイミング順序を用いて、対応した連結アセンブリ、例えば、ｘ−移動シザーアセンブリ１５２及びｙ−移動シザーアセンブリ１５４と併せて機能する複数のプッシュ／プルバー５１〜５４が、アレイ１０、１２をｘ方向及びｙ方向に沿って縮小又は収縮し、これにより、本発明に係る折り畳まれた構造体６１を形成するように動作してもよい（図１２、図２５〜図２７参照）。
【００７２】
例示的な折り畳み動作が、ここで、本発明の方法及び装置をさらに例証するために図１６〜図３１を参照してさらに説明される。こうした図のうちのいくつかは上側アレイ１０及び下側アレイ１２の一部１０ａ、１２ａのみを含むが、本明細書での説明は、アレイ１０、１２全体に適用可能であり、したがって図１及び本明細書の他の図に示されるアレイ１０、１２全体に関連する。最初に、折り畳み媒体６０として構成され、前述したのと類似の想像上の折り畳みライン又は折り目ラインのパターンを有する材料のシート１１５が、図１７に示すように、第１のアレイ１０の第１の又は上側の折り目付け要素１３の第１の又は上側前縁１２０と、第２のアレイ１２の第２の又は下側の折り目付け要素１４の第２の又は下側前縁１２２との間に配置されてもよい。
【００７３】
一実施形態では、第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２は、最初に、それぞれの個々の折り目付け要素１３、１４が互いにインターディジテイテッドにされない第１の相対位置にある。代わりに、第１のアレイ１０の折り目付け要素１３の前縁１２０によって画定される平面は、第２のアレイ１２の折り目付け要素１４の前縁１２２によって画定される平面と概して同一平面内であり、又は該平面から離間されている（図１６及び図１７参照）。一実施形態では、第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２は、互いから離間されてもよく、材料のシート１１５は、下側アレイ１２の折り目付け要素１４の前縁１２２上に挿入又は配置されてもよく、その後、第１の又は上側アレイ１０は、第１の又は上側アレイ１０の折り目付け要素１３の前縁１２０を材料のシート１１５の表面に接触させるために下向きに作動されてもよい（図１７、図１９、及び図２０参照）。
【００７４】
折り畳み動作が進行するのに伴い、例えば、上側アレイ１０の折り目付け要素１３の前縁１２０を下側アレイ１２の折り目付け要素１４の前縁１２２によって画定される平面よりも下に動かす作動アセンブリ２５によって、上側アレイ１０はｚ方向に沿ってさらに下向きに作動される。このように、折り目付け要素１３、１４の第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２は、第１のアレイ１０の折り目付け要素１３が第２のアレイ１２の折り目付け要素１４と少なくとも部分的にインターディジテイテッドにされる第２の位置に、互いに対して動かされる（図２１、図２３、及び図２４参照）。
【００７５】
上側アレイ１０がその第２の又は部分的にインターディジテイテッドにされた位置に下向きに動いている間に、例えば第１の上側ｘアクチュエータ１８ａ及び第２の上側ｘアクチュエータ１８ｃ、並びに第１の上側ｘラックアンドピニオンアセンブリ４２ａ及び第２の上側ｘラックアンドピニオンアセンブリ４２ｃの使用によって、上側アレイ１０の個々の折り目付け要素１３が、ｘ方向に沿って互いにより近くに運ばれてもよく、これにより、上側アレイ１０がｘ方向に沿って縮小する。これに関して、アクチュエータ１８ａ、１８ｃは、上側ｘプッシュ／プルバー５１、５２間の距離を減少させて上側アレイ１０をｘ方向に収縮するために、ギア機構又はラックアンドピニオンアセンブリ４２ａ、４２ｃを回転させるのに役立つことができる。同様に、例えば下側ｘアクチュエータ２０ａ、２０ｃ並びに第１の下側ｘラックアンドピニオンアセンブリ４５ａ及び第２の下側ｘラックアンドピニオンアセンブリ４５ｃの使用によって、下側アレイ１２の個々の折り目付け要素１４が、ｘ方向に沿って互いにより近くに運ばれてもよく、これにより、下側アレイ１２がｘ方向に沿って縮小する。これに関して、アクチュエータ２０ａ、２０ｃは、下側ｘプッシュ／プルバー５１、５２間の距離を減少させて下側アレイ１０をｘ方向に収縮するために、ギア機構又はラックアンドピニオンアセンブリ４５ａ、４５ｃを回転させるのに役立つことができる。
【００７６】
例えばｙ−ガイド５７、５８を用いてアレイ１０、１２の側部にしっかりと又は他の方法で結合され得るｘプッシュ／プルバー５１、５２は、アレイ１０、１２を縮小する及び収縮するためにｘ方向に沿って平行移動されてもよい。したがって、ｘプッシュ／プルバー５１、５２のうちの１つ以上によって、ｙ方向にわたるアレイ１０、１２の側部に内向きの力又は圧縮力がかかる。力は、一般に、折り目付け要素の端の横列にかかり、例えば折り目付け要素の端の横列の剛性の本体の動きを介して、端のｘ−移動シザーアセンブリ１５２のそれぞれに、したがってこのような横列における折り目付け要素のそれぞれに伝達される。端の折り目付け要素のそれぞれの剛性の本体の動きは、シザーアセンブリ１５２の拘束されない部分、例えばピボット運動可能に取り付けられる端１６６をスロット１６８内で強制的に平行移動させ、ピボット運動可能に取り付けられる端１６６を、ｘ−移動シザーアセンブリの下側の組の場合には下方に、ｘ−移動シザーアセンブリの上側の組の場合には上方に動かすことができる（図１９参照）。ピボット運動可能に取り付けられる端１６６は、ピボット運動可能に取り付けられる端１６６のうちの隣接する端に結合され、したがって、それらはｘプッシュ／プルバー５１、５２の圧縮力の下で一斉に動く。各横列における折り目付け要素は、ｙ−移動シザーアセンブリ１５４によって次の又は隣接する横列における隣接する折り目付け要素に結合されるので、ｘプッシュ／プルバー５１、５２による折り目付け要素の特定の横列の運動が、アレイにおける折り目付け要素のすべてのｘ方向の同様の運動をもたらす。
【００７７】
同様に、こうしたバー５３、５４に取り付けられ且つこうした折り目付け要素の縦列に接続されるｘ−ガイド５５、５６を介して折り目付け要素の端の縦列及び内部又は中央の縦列のうちのいくつかにかかる圧縮力又は内向きの力は、ｙプッシュ／プルバー５３、５４によって及ぼされてもよい。上側アレイ１０及び下側アレイ１２の折り目付け要素のこうした縦列の内向きの動きが、こうした縦列のｙ−移動シザーアセンブリ１５４を折り畳み又は縮小し、ピボット運動可能に取り付けられる端１６２をスロット１６５内で、下側アレイ１２の場合には下方向に、上側アレイ１０の場合には上方向に動かす。ピン１６３は、ピボット運動可能に取り付けられる端１６２のそれぞれを互いに結合して、それらを一斉に上下にスライドさせる。各縦列における折り目付け要素は、ｘ−移動シザーアセンブリ１５２によって次の又は隣接する縦列における隣接する折り目付け要素に結合されるので、ｙプッシュ／プルバー５３、５４による折り目付け要素の特定の縦列の運動が、アレイにおける折り目付け要素のすべてのｙ方向の同様の運動をもたらす。
【００７８】
一実施形態では、上側アレイ１０と下側アレイ１２がｘ方向に一斉に収縮するように、上側アレイ１０及び上側アレイ１２の収縮は協調する、したがって同時に起こる。アレイ１０、１２のｚ方向に沿った下向きの動き及びｘ方向に沿った収縮する動きは、上側アレイ１０の折り目付け要素１３の前縁１２０と下側アレイ１２の折り目付け要素１４の前縁１２２との相対的な距離１８５が概して一定のままであるように協調してもよい（図１９参照）。このように、材料のシート１１５の引き裂き又は他の損傷を防止することができる。いくつかの例では、アレイ１０、１２の相対運動の協調は、相対的な距離１８５が変化して材料のシート１１５に引き伸ばし力がかかるように調整されてもよく、該シートは、いくつかの例では、適合する材料で作製されてもよい。例えば、図１９を参照すると、下側の折り目付け要素１４の前縁１２２は、ｙ軸に沿った第１の複数の直線セグメント８７に沿って材料のシート１１５に接触する。上側の折り目付け要素１３の前縁１２０は、ｙ軸に沿った第２の複数の直線セグメント８７に沿って材料のシート１１５に接触する。一実施形態では、上側アレイ１０の横列における折り目付け要素１３によって接触又は係合される直線セグメント８７は、対応する横列における下側アレイ１２の隣接する折り目付け要素１４によって接触又は係合される直線セグメント８７に隣接する。折り目付け経路の山形部又は角度のあるレッグ８３、８５を含む材料１１５の部分は、この段階では折り目付け要素のどのような表面又は縁によっても係合されない。該部分は、折り目付け要素によって支持されないままであり、折り目付け要素の隣接する縦列間に配置される。図５〜図１０を参照して前述したトラフ又は谷８６と凸部又は折り畳み部８０のアコーディオン状のパターンを形成するために、上側アレイ１０及び下側アレイ１２が部分的にインターディジテイテッドにされる際に、上側アレイ１０によって係合される第１の複数の直線セグメントが下向きに動き、一方、下側アレイ１２によって係合される第２の複数の直線セグメントが上向きに動く。山形部又は角度のあるレッグ８３、８５にわたる材料もまた、複数の折り目付け要素１３、１４と係合する直線セグメント８７に接続されているおかげで同様に折り畳まれる。支持されていない材料を折り畳むことで、第１の離間された端壁７２及び第２の離間された端壁７４の２プライの各壁が互いにより近づいて、形ができ始める。
【００７９】
折り畳み動作の次の段階において、折り目付け要素１３、１４の上側アレイ１０及び下側アレイ１２は、ｙ方向に収縮され、これは、前述のように、ｙ−プッシュ／プルバー５３、５４を互いにより近くにもっていくことによって達成されてもよい。この段階の間に、折り目付け要素の縦列間に支持されていない状態で延びる材料、例えば離間された端壁７２、７４となる山形部又は角度のあるレッグ８３、８５にわたる媒体６０の部分が、所望に応じ得るように前方又は後方に強制的に折り畳まれてもよい。前述のように、媒体の一方の側部のみに沿って媒体６０又は１１５に選択的に穿孔すること又は刻み目をつけることで、折り畳みの方向を決めることができる。折り畳み可能な媒体６０又は１１５の１つの面のみに沿って、特定の折り目付け経路、例えば折り目付け経路７５を提供することによって、山形部又は角度のあるレッグ８３、８５によって画定されるファセット１０２、１０３（図９参照）が、例えば図２１に示すように面１０１に対して順方向に強制的に折り畳まれてもよい。各端壁７２は、それぞれｘ軸に関して、例えば図９に示すように、一対の隣接するファセット１０２から形成されてもよく、各端壁７４は、隣接するファセット１０３の対から形成されてもよい。このステップにおいて、折り目付け要素の縦列が互いにより近くに動く際に、端壁７２、７４の隣接する対がさらに縮小されて４プライ壁構造体８２を形成する。
【００８０】
上側アレイ１０及び下側アレイ１２は、折り畳み動作中にインターディジテイテッド化のいくつかの中間位置を通じて動いてもよい。さらに、特定の実施形態では、アレイ１０、１２のｙ方向の収縮は、アレイ１０、１２のｘ方向に沿った収縮と同時に又は別々に起こってもよく、アレイ１０、１２のｚ方向１５の収縮又はインターディジテイテッド化は、アレイのｘ方向及びｙ方向のうちの一方又は両方の収縮と同時に又は別々に起こってもよい。例えば、アレイは、アレイのｙ方向に沿った収縮が起こる前又は起こっている間に、例えば上側アレイ１０と下側アレイ１２が最も遠く離間されるインターディジテイテッドにされない位置から、例えば折り目付け要素１３、１４がｘ方向に沿って互いに最も近い十分にインターディジテイテッドにされた位置に動かされてもよい。
【００８１】
図２５〜図３０に示されたコンパクトな構成を形成するために、アレイ１０、１２が部分的にインターディジテイテッドにされた又は第２の位置から十分にインターディジテイテッドにされた又は第３の位置に動く際に、ｘ−移動シザーアセンブリは十分に縮小された状態となることができ、アレイ１０及び１２がｙ方向に沿って十分に収縮される際に、ｙ−移動シザーアセンブリは十分に縮小された状態となることができる。この時点で、例えば図３１に描画されるように、及び図７及び図８に同じく描画される及びこれらを参照して説明されるように、媒体６０又は１１５が、その最終的な折り畳まれた構成に折り畳まれる。この十分に縮小された位置において、各２つの当接する端壁７２、７４が、隣接する折り目付け要素の上側部分の側部１２８、１３０によって挟まれた又は圧縮された状態となることができ、特に、例えば要素の前縁１２０、１２２の長さが媒体の直線セグメント８７と実質的に等しい場合に、セル６３の隣接する傾斜した側壁又はファセット７６、７８のそれぞれの両方の側部がそれぞれの折り目付け要素の傾斜側面１２４、１２６と十分に接触した状態となることができる。言い換えれば、折り目付け要素１３、１４の上側部分１５０のインターディジテイテッド化及び折り目付け要素のアレイ１０、１２のｙ軸に沿った収縮が、例えば図７〜図８及び図３１に示すように媒体６０又は１１５を三次元構造体６１に折り畳むように作用する。
【００８２】
三次元構造体６１が形成された後で、形成された構造体が装置１から取り出されることを可能にするために、アレイ１０、１２のうちの一方又は両方がｚ軸に沿って又は互いから離れる方向１５に作動されてもよい。例えば、上側アレイ１０は、ｚ軸又は垂直方向１５に沿ってリニアアクチュエータ８を用いて作動されてもよい。折り畳まれた三次元構造体６１は、下側アレイ１２から除去されてもよく、次いで、使用又はさらなる処理のために利用可能であり得る。上側アレイ１０及び下側アレイ１２のそれぞれは、次いで、上側アレイ１０及び下側アレイ１２のそれぞれの拡張が同時に又は順に起こる状態で、それらのそれぞれの第１の開始又はホーム位置に拡張されてもよい。例えば、アレイ１０は、ラックアンドピニオンアセンブリ４５ａ、４５ｃのピニオンギア１７、３４を時計回り方向に回転させることでｘ−プッシュ／プルバー５１、５２を図２５に示された収縮された位置から図４及び図１２に示された最も遠く離間された位置に動かすことによってｘ方向に沿って拡張されてもよい。ラックギア１９、２１及び３９、４１の対は、ラックギアの外側端の端をｘ方向に沿って平行移動して、より遠くに動かし、これにより、ｘ−プッシュ／プルバーをより遠くに動かしてもよい。前述のように、ｘ−プッシュ／プルバーのそれぞれは、アレイ１０、１２の端の横列にしっかりと又は他の方法で結合されてもよく、ｘ−プッシュ／プルバーの外向きの運動が、折り目付け要素の端の横列を外向きに動かす。アレイの収縮中に、ｘ−移動シザーアセンブリ１５２を用いて各折り目付け要素又は折り畳み要素を次の又は隣接する折り目付け要素又は折り畳み要素に相互接続するおかげで、折り目付け要素の端の横列にかかる、引っ張る動き又は力がアレイの内部の方に伝達され、すべての内部のｘ−移動シザーアセンブリ１５２が拡張する。
【００８３】
アレイ１０は、ｙ−プッシュ／プルバー５３、５４を図２５の収縮された位置から図４及び図１２の拡張された又はホーム位置に動かすことによって同様にｙ方向に沿って拡張されてもよい。ピニオンギア２７及び４７の時計回り方向の回転が、ラックギア４６、４８及び２６、２８の対をｙ方向に沿って動かし、ゆえにラックギアの外側端が互いから離れるように動き、これにより、ラックの端に結合されるｙ−プッシュ／プルバー５３、５４が互いに対して外向きに動く。ｙ−プッシュ／プルバー５３、５４の拡張が、例えばｘ−ガイド５５、５６によって、折り目付け要素の上側及び下側の端の縦列に沿って引っ張り力をかける。端の縦列に沿った引っ張り力がアレイの内部に伝達され、ｙ−移動シザーアセンブリ１５４のすべてが拡張する。
【００８４】
本発明の例では、アレイの前側で４つのｘ−ガイド５５が用いられ、アレイの後側又は後部側で４つのｘ−ガイド５６が用いられるが、任意の他の数のｘ−ガイドが用いられてもよい。同様に、各アレイの左側及び右側を装置１の一部のそれぞれのプッシュ／プルバーに結合するのに２つのｙ−ガイド５７及び２つのｙ−ガイド５８が用いられるが、任意の他の数、例えば４つ、８つ、又はそれ以上のガイドが各側部に沿って用いられてもよい。理解されるように、ｘ−移動シザーアセンブリ１５２は、ｘ方向に沿って適切な力がかかるときにアレイ１０、１２が縮小又は収縮又は拡張することを可能にする。代わりに、力がｙ方向に沿ってかかるときに、ｘ−移動シザー要素は、概して剛性の縦列又はビームを形成する折り目付け要素の縦列の各折り目付け要素を接続する概して剛性の連結部として作用する。同様に、ｙ−移動シザーアセンブリ１５４は、ｙ方向に沿った収縮又は拡張を可能にするが、折り目付け要素の横列に沿って概して剛性の結合部を形成する。このように、折り目付け要素の概して剛性の縦列に沿った１つ以上の点に垂直にかかる引っ張り力は、該力に応答して縦列における折り目付け要素のすべてを動かすのに十分であり得る。同様に、相互接続される折り目付け要素によって形成される剛性の横列アセンブリ及びｙ−移動シザーアセンブリに垂直にかかる引っ張り力は、該引っ張り力に沿って要素の横列を動かすのに十分であり得る。これに関して、直交して配列されるｘ−移動シザーアセンブリ１５２及びｙ−移動シザーアセンブリ１５４の組み合わせは、アレイの縮小を可能にするだけでなく、折り目付け要素の概して剛性の横列及び縦列を有利に形成し、アレイの拡張を可能にする。
【００８５】
一実施形態では、折り目付け要素の前縁１２０、１２２を形成する傾けられた面１２４、１２６による角度は、折り目付け要素によって形成される所望のセル６３の傾斜した側壁又はファセット７６、７８間の角度よりも大きくない、又は実質的に等しい、又はより小さい。一実施形態では、装置１は、折り目付け要素１３、１４の傾けられた面１２４、１２６間の角度が、こうした折り目付け要素１３、１４によってもたらされることを意図される折り畳まれた構造体６１におけるセル６３の傾斜した側壁又はファセット７６、７８間の最小の所望の角度よりも小さいか又はこれに等しいように構築される。
【００８６】
装置によって作製される折り畳まれた構造体６１のセル６３の深さは、こうしたセル６３を形成する折り目付け要素１３、１４の総インターディジテイテッド化量、すなわちそれぞれの折り目付け要素１３の前縁１２０がセルを形成するそれぞれの折り目付け要素１４の前縁１２２間に及びこれを超えて延びるｚ軸に沿った距離によって決定される。一実施形態では、装置１によって可能にされる上側アレイ１０の折り目付け要素１３と隣接する下側アレイ１２の折り目付け要素１４との間の総インターディジテイテッド化量又は距離は、作製される所望のセル６３の谷折り畳み部８６がこうしたセル６３の両側の端壁７２、７４よりも下に延びるｚ軸に沿った最大距離以上である。
【００８７】
折り畳まれた構造体６１の各セル６３は、ｘ軸に沿った幅とｙ軸に沿った長さを有する。一般に、隣接する凸折り畳み部８０間の距離である、セル６３の幅は、第１のアレイ１０及び第２のアレイ１２の隣接する折り目付け要素の前縁１２０、１２２が最終的な又は収縮された位置に収縮するｘ軸に沿った量又は距離によって決定される。一般に、直線セグメント８７の長さである、セル６３の長さは、対向する折り目付け要素の対向する前縁１２０、１２２の累積長さによって画定される。すなわち、いくつかの例では、上側アレイ及び下側アレイは、結果的に得られる各セルの長さを変えるためにｙ方向に沿ってオフセットされてもよい。ｙ方向に沿ったアレイのオフセットを達成するための本発明に係る装置の構成及び動作は、例えば、図３２及び図３３を参照して以下でさらに説明される。
【００８８】
結果的に得られるセル６３のさらなる変形が達成されてもよい。例えば、こうしたセルを形成する装置１の第２のアレイにおける対向した折り目付け要素の前縁１２２が、こうした第１のアレイの折り目付け要素の間の、第１のアレイのこうした各折り目付け要素から等しい距離に存在する場合、セルの谷折り畳み部８６は、セルの中央に存在するであろう。代替的に、第２のアレイの対向した折り目付け要素の前縁１２２が第１のアレイの隣接する折り目付け要素のうちの１つの前縁１２２の方により近く離間される場合、セルの谷折り畳み部８６は、同様にセルの凸折り畳み部８０のうちの１つの方により近いであろう。一実施形態では、装置１によって可能にされる第１のアレイ１０、１２の隣接する折り目付け要素の前縁１２２のｘ軸に沿った量又は距離は、装置によってもたらされる所望のセル６３の凸折り畳み部８０のｘ軸に沿った最大距離以上である。
【００８９】
上記から分かるように、装置１は、種々の形状及び大きさのセル６３を有する折り畳まれた構造体６１が作製されることを可能にする。
【００９０】
前述のように、形成された折り畳まれた構造体６１のセル６３の長さを構造体間で変えることを可能にする本発明の装置を提供することもでき、これは折り目付け要素の大きさを変えること又は他の方法で上側アレイ１０及び／又は下側アレイ１２を再構成することなく達成され得る。したがって、こうした第１の長さの両側の端壁７２、７４間の距離又は長さを有する第１のセル６３を形成するために、第１の長さの想像上の直線セグメント８７がその上に画定された折り畳み可能な媒体６０と共に、固定の長さのそれぞれの前縁１２０、１２２を有する対向した折り目付け要素を用いることができる。加えて、こうした第２の長さの両側の端壁７２、７４間の距離を有する第２のセル６３が形成され得るように、第１の長さとは異なる第２の長さの別の想像上の直線セグメント８７がその上に画定された折り畳み可能な媒体６０と共に、こうした対向した折り目付け要素を用いることができる。こうした装置の一実施形態が図３２に示され、該図は、簡単及び明瞭にするために装置の部分的な等角図を示す。図３２に示された例では、作動アセンブリ及び支持アセンブリの特定の構成部品が示されるが、本発明の例の開示を不明瞭にしないために、装置の特定の他の部分、例えば上側アレイ１０及び下側アレイ１２は省略される。アレイ１０、１２（図３２には図示せず）は、装置１を参照して既に説明したのと本質的に同じであってもよく、図３２の例において折り目付け要素及び折り目付け要素のアレイの任意の組合せが用いられてもよいことが理解されるであろう。
【００９１】
図３２に示される装置２０１は装置１と実質的に類似しており、装置１及び２０１の同様の構成部品を説明及び特定するために同様の参照番号が用いられている。装置２０１は、上側アレイ１０の折り目付け要素１３と下側アレイ１２の折り目付け要素１４との間のｘ軸及びｙ軸のうちの少なくとも１つに沿った相対運動を可能にする（図３２には図示せず）。一実施形態では、上側アレイの折り目付け要素１３は、下側アレイの折り目付け要素１４に対してｙ軸に沿った方向に一斉に移動可能である。こうした運動は、任意の適切な距離とすることができるが、一実施形態では、こうした距離は０．１２５〜１．０インチの範囲であり、一実施形態では０．１２５〜０．５インチ、一実施形態ではおよそ０．２５インチである。
【００９２】
一実施形態では、付加的な移動可能プレート２０２が装置２０１に含まれる。ｙ−平行移動プレート２０２としても知られている平行移動プレート２０２は、任意の適切なスライドアセンブリ２０３によって移動可能プレート６の下側にスライド可能に固定される。一実施形態では、スライドアセンブリは、プレート６の下側のｘ軸に沿って離間された位置に形成される少なくとも第１の溝２０６ａ及び第２の溝２０６ｂを含む。平行移動プレート２０２は、プレート２０８がプレート６に対してｙ方向に動くことを可能にするようにそれぞれの溝２０６と協働するための少なくとも第１のスライド要素２０７ａ及び第２のスライド要素２０７ｂを備える。スライド要素２０７は、レールが溝内でｙ軸に沿って又は２１５方向にスライドすることを可能にする様態でそれぞれの溝２０６ａ、２０６ｂ内に協働的に設置される第１のレール２０７ａ及び第２のレール２０７ｂの形態とすることができる。レール２０７ａ、２０７ｂ及び溝２０６ａ、２０６ｂは、レールが移動方向と直交する２方向に移動するのを制限されるように構成することができ、したがって、レール２０７ａ、２０７ｂ及び溝２０６ａ、２０６ｂは、レール２０７ａ、２０７ｂが溝２０６ａ、２０６ｂ内に設置された状態でｘ方向又はｚ方向に動けないように形状設定されてもよい。協働するレール及び溝は、図３２に示すようにダブテール構成で実装されてもよいが、プレート２０２をプレート６の下側にスライド可能に結合するために現在公知の又は後で開発される他の技術が用いられてもよい。
【００９３】
ラックアンドピニオンアセンブリ４２は、こうしたアセンブリ４２が装置１の移動可能プレート６の下部に取り付けられるのと同じ構成で平行移動プレート２０２の下部２１３に取り付けることができる。同様に、作動装置又はアクチュエータ１８ａ〜１８ｄは、装置１の移動可能プレート６に関して前述した及び示したのと同じ様態で移動可能プレート６の上部及びラックアンドピニオンアセンブリ４２に取り付けられる。プレート２０２のｙ移動中にアクチュエータ１８を受け入れ、ｙ軸に沿ったアクチュエータ１８の運動を可能にするために、平行移動プレート２０２の幅を通して複数のそれぞれの孔２１１を設けることができる。いくつかの例では、孔２１１は円形であってもよく、孔２１１のそれぞれの直径は、プレート２０３がｙ方向に沿って平行移動されるときに孔２１１の内壁がアクチュエータ１８ａ〜１８ｄのそれぞれのシャフトに干渉しないように選択されてもよい。特定の例では、孔２１１のうちの１つ以上は、卵形、矩形、又は細長いスロットとして形状設定されてもよい。プレート２０２がｙ方向に沿ってプレート２、４、及び／又は６に対して動くことを可能にするために、孔２１１に関する任意の他の適切なフォームファクタが用いられてもよい。
【００９４】
作動アセンブリ２１６は、プレート２０２を昇降式に調節可能なプレート６に対して平行移動する又は動かすための装置２０１に含めることができる。一実施形態では、複数のリニアアクチュエータ２１７、例えばシリンダ−ピストン型アクチュエータ、油圧アクチュエータ、又は電気アクチュエータが、例えば上述のコントローラと同じ又は付加的なプログラム可能コントローラを用いて、所望に応じて用いられ、制御され、及び／又は同期されてもよい。一実施形態では、第１の及び第２のアクチュエータ２１７は、ｘ軸に沿って離間された位置で移動可能プレート６の上部に提供され、取り付けられる。各アクチュエータのピストンは、平行移動プレート２０２の上部に適切な方法で接合され、アクチュエータにアクセス可能となるように移動可能プレート６の開口部を通して延びるブラケット又は他の適切な部材２１８に接続することができる。
【００９５】
作動アセンブリ２１６は、上側アレイ１０の折り目付け要素１３を下側アレイ１２の折り目付け要素１４に対してｙ軸に沿って移動可能にする（図３３参照）。したがって、折り目付け要素１３の横列３３は、装置２０１の折り畳みプロセス中か又は折り畳みプロセスの前に、折り目付け要素１４の対応する横列３４に対してｙ方向に平行移動することができる。
【００９６】
装置２０１は、装置１に関して前述したのと実質的に同じ様態で動作する。折り畳み可能な媒体６０の直線８７、したがって形成される折り畳まれた構造体のセル６３の端壁７２、７４間の距離が折り目付け要素１３、１４の前縁の長さを上回る１つの動作方法では、アレイ１０、１２のうちの一方における折り目付け要素の端面が媒体６０の直線８７の交互する組のうちの１つの端とｙ軸に沿って見当合わせされ、アレイ１０、１２のうちの他方における折り目付け要素の端面がこうした交互する組間の直線８７の組のそれぞれの他の端とｙ軸に沿って見当合わせされるように、上側アレイ１０は、例えば折り目付け要素が折り畳み可能な媒体６０と係合する前に下側アレイ１２に対してｙ軸に沿って動くことができる。例えば、折り目付け要素１３の端面１３０は、媒体６０の直線８７の一方の端と見当合わせすることができ、こうした折り目付け要素１３のｘ軸に沿った両方の側部上の対向する折り目付け要素１４の端面１３０は、ｘ軸に沿って第１の線８７の対向する側部上に存在する媒体上の２つの隣接する直線８７の他の端と見当合わせすることができる。折り畳みプロセス中に、折り目付け要素１３、１４の対向した前縁１２０、１２２が、折り目付け要素のインターディジテイテッド化中に媒体６０の直線８７と係合し、こうした交互する直線８７が、媒体における交互する凸折り畳み部８０及び谷折り畳み部８６を形成する。例えば上述の量などの図３３に示すような下側の折り目付け要素１４に対する上側の折り目付け要素１３のｙ軸に沿った僅かなオフセットは、折り畳みプロセス又はセル６３及び壁構造体８２の形成に影響しない。
【００９７】
上記のように、装置２０１は、固定の長さの前縁１２０、１２２を有する折り目付け要素１３、１４を、こうした前縁１２０、１２２の長さにほぼ等しい端壁７２、７４間の距離を有するセルを形成するために及びこうした前縁１２０、１２２の長さを上回る端壁７２、７４間の距離を有するセルを形成するために用いることができるようにする。
【００９８】
本発明の折り目付けアセンブリ、例えば折り目付けアセンブリ７の折り目付け要素の第１の又は上側アレイ及び折り目付け要素の第２の又は下側アレイの他の実施形態を提供することができる。本発明の上側アレイ１０及び下側アレイ１２のうちの一方又は両方に関して用いることができる折り目付け要素のアレイの付加的な実施形態が図３４〜図３６に示される。図３４〜図３６で開示される折り目付けアレイ３０１は、上記の又は本明細書での開示のいずれかを含む本発明の上側アレイ１０及び下側アレイ１２のうちの一方又は両方に関して用いることができる。折り目付けアレイ３０１は上側アレイ１０及び下側アレイ１２と実質的に類似しており、アレイ３０１、１０、及び１２の同様の構成部品を説明するために同様の参照番号が用いられている。
【００９９】
折り目付けアレイ３０１は、上側アレイ１０の折り目付け要素１３及び下側アレイ１２の折り目付け要素１４に実質的に類似した複数の折り目付け要素３０２から形成され、折り目付け要素３０２、１３、及び１４の同様の構成部品を説明するために同様の参照番号が用いられている。折り目付け要素は、複数の縦列３０３と、縦列３０３に垂直に延びることができる複数の横列３０４に配列することができる。折り目付けアレイ３０１の折り目付け要素３０２のうちのいくつか又はすべては実質的に同一とすることができ、一実施形態では、例えば図３４〜図３６に示されるように、折り目付け要素３０２はすべて同一であることが分かる。折り目付け部材、若しくは折り畳み要素又は部材と称されることもある個々の各折り目付け要素３０２は、長方形の横断面を有することができる概して細長い部材として実装されてもよい。折り目付け要素のうちのいくつか又はすべては、実質的に任意の横断面を有するように構成されてもよく、例えばこうした折り目付け要素は、折り目付け要素がロッド又は他の円筒形部材として概して形状設定されるように円形又は卵形の横断面であってもよいことが分かる。折り目付け要素のうちのいくつか又はすべてを形成するために所望に応じて他のフォームファクタが用いられてもよい。
【０１００】
一実施形態では、各折り目付け要素３０２は、第１の又は上側部分１５０及び第２の又は本体部分３０６を含む（図３４参照）。折り目付け要素の本体部分３０６は、図３４に示すように頂部、遠位、又は上側区域３０７及び底部、近位、又は下側区域３０８を含むことができる。各折り目付け要素３０２の本体部分３０６は、アレイ３０１の各折り目付け要素の本体部分３０６の結合に適応し、且つ作動アセンブリ５へのアレイの結合にさらに適応する所望の任意の様態で形状設定及び構成されてもよい。一実施形態では、上述のように、各アレイの折り目付け要素は、各折り目付け要素が少なくとも１つの、好ましくは複数の他の折り目付け要素に隣接するように横列及び縦列に配列される。例えば、図３４に示すように、折り目付け要素３０２ｅは、ｘ方向に沿って折り目付け要素３０２ｄ、３０２ｆに隣接し、これらの間に配置され、ｙ方向に折り目付け要素３０２ｂ、３０２ｈに隣接し、これらの間に配置される。
【０１０１】
折り目付け要素の縦列のｙ軸に沿った拡張及び収縮、並びに折り目付け要素の横列のｘ軸に沿った拡張及び収縮を可能にすることができる本明細書に記載の連結アセンブリのうちのいずれかを含む任意の適切な連結アセンブリを用いて、隣接する折り目付け要素を一緒に接続することができる。一実施形態では、折り目付け要素のｙ軸における拡張及び収縮は、折り目付け要素のｘ軸における拡張及び収縮から独立している。連結アセンブリは、折り目付け要素の横列３０４におけるすべての折り目付け要素が第１の方向に、例えばｙ軸に沿って一緒に移動可能であり、且つ折り目付け要素の縦列３０３におけるすべての折り目付け要素が第２の方向に、例えばｘ軸に沿って一緒に移動可能であるように構成されてもよい。一実施形態では、本明細書では拡張可能な連結アセンブリ又は一方向に拡張可能な連結アセンブリと交換可能に称されることがある連結アセンブリが、折り目付け要素３０２の縦列３０３及び折り目付け要素３０２の横列３０４をそれぞれ一緒に結合するためにｙ−移動シザーアセンブリ３１６及びｘ−移動シザーアセンブリ３１７を用いて実装されてもよい。
【０１０２】
金属又はプラスチック又はセラミックなどの任意の適切な材料から作製することができる各ｙ−移動シザーアセンブリ３１６及びｘ−移動シザーアセンブリ３１７は、複数の第１及び第２のシザー要素又は連結部を含むことができる。例えば、各ｙ−移動シザーアセンブリ３１６は、複数の第１のｙ−シザー連結部３２１及び複数の第２のｙ−シザー連結部３２２を含んでもよい（図３４参照）。第１及び第２のｙ−シザー連結部３２１、３２２は、例えばｙ−中心ピボット要素又はピン３２３を含むことができるピボット手段又はジョイントを用いてピボット運動可能に一緒に結合される。各ｙ−シザー連結部３２１、３２２は、ｙ方向の第１の端３２６及びｙ方向の第２の端３２７を有する。一実施形態では、ｙ−シザー連結部３２１、３２２の各対は、折り目付け要素３０２の上側区域３０７で縦列３０３における３つの隣接する折り目付け要素を一緒に結合する。これに関して、各ｙ−シザー連結部３２１、３２２のｙ方向の第１の端３２６は、例えば、こうした左側の折り目付け要素３０２の上側区域３０７上に設けられ且つｚ方向に長手方向に延びるそれぞれのｙ−スロット３３１、３３２内にスライド可能に配置されるｙ−移動可能要素又はピン３２８を用いることによって、こうした３つの隣接する折り目付け要素の外側の折り目付け要素のうちの一方、例えば左側の折り目付け要素３０２の本体部分３０６の上側区域３０７にスライド可能に結合されてもよい。第１のｙ−シザー連結部３２１のｙ方向の第１の端３２６に関するｙ−スロット３３１は上側区域３０７の下側部分に存在することができ、第２のｙ−シザー連結部３２２のｙ方向の第１の端３２６に関するｙ−スロット３３２は上側区域３０７の上側部分に存在することができる。各ｙ−シザー連結部３２１、３２２のｙ方向の第２の端３２７は、例えば、こうした右側の折り目付け要素３０２の上側区域３０７上に設けられ且つｚ方向に長手方向に延びるそれぞれのｙ−スロット３３２、３３１内にスライド可能に配置されるｙ−移動可能要素又はピン３２８を用いることによって、こうした３つの隣接する折り目付け要素の外側の折り目付け要素のうちの他方、例えば右側の折り目付け要素３０２の本体部分３０６の上側区域３０７にスライド可能に結合されてもよい。第１のｙ−シザー連結部３２１のｙ方向の第２の端３２７に関するｙ−スロット３３２は上側区域３０７の上側部分に存在することができ、第２のｙ−シザー連結部３２２のｙ方向の第２の端３２７に関するｙ−スロット３３１は上側区域３０７の下側部分に存在することができる。ｙ−中央ピボットピン３２３は、こうした３つの隣接する折り目付け要素の中央の折り目付け要素３０２の上側区域３０７のボア（図示せず）内に固定して結合される。一実施形態では、折り目付け要素３０２のこうしたボアは、スロット３３１、３３２の中間に配置される。一実施形態では、第１のｙ−移動シザーアセンブリ３１６は、折り目付け要素の各縦列３０３の折り目付け要素３０２の一方の側部に結合され、第２のｙ−移動シザーアセンブリ３１６は、こうした縦列３０３の折り目付け要素３０２の他方の側部に結合されるが、折り目付け要素３０２の縦列３０３に関して１つのみのｙ−移動シザーアセンブリ３１６が用いられる実施形態を提供することができることが分かる。折り目付け要素３０２の最も外側の横列３０４で、各ｙ−シザー連結部３２１、３２２のうちの半分だけが、ｙ−中心ピボットピン３２３によって各こうした端の折り目付け要素３０２の上側区域３０７に固定して結合される。これに関して、各シザー連結部３２１、３２２のｙ方向の端３２６又は３２７は、端の折り目付け要素３０２から、こうした端の折り目付け要素からアレイ３０１の内向きに配置される隣接する折り目付け要素３０２内のそれぞれのスロット３３１、３３２に延びる。各第１のｙ−シザー連結部３２１は互いに平行に延び、各第２のｙ−シザー連結部３２２は、それぞれ互いに平行に延び、ｙ−移動シザーアセンブリ３１６は平面内に延びる。ピン３２３を中心としてｙ方向の第１の端３２６を互いから離れる方に及びピン３２３を中心としてｙ方向の第２の端３２７を互いから離れる方にピボット運動することによるアセンブリ３１６のシザー連結部３２１、３２２の収縮が、各折り目付け要素３０２のｙ−移動可能ピン３２８をスロット３３１、３３２内で互いから離れる方に動かし、アレイ３０１の折り目付け要素を一斉にｙ方向に一緒に引き寄せる。ピン３２３を中心としてｙ方向の第１の端３２６を互いの方に及びピン３２３を中心としてｙ方向の第２の端３２７を互いの方にピボット運動することによるアセンブリ３１６の連結部３２１、３２２の拡張が、各折り目付け要素３０２のｙ−移動可能ピン３２８をスロット３３１、３３２内で互いの方に動かし、アレイ３０１の折り目付け要素を互いから離れる方に動かす又は一斉にｙ方向に拡張する。
【０１０３】
同様に、各ｘ−移動シザーアセンブリ３１７は、複数の第１のｘ−シザー連結部３４１及び複数の第２のｘ−シザー連結部３４２を含んでもよい（図３６参照）。第１のｘ−シザー連結部３４１及び第２のｘ−シザー連結部３４２は、例えばｘ−中心ピボット要素又はピン３４３を含むことができるピボット手段又はジョイントを用いてピボット運動可能に一緒に結合される。各ｘ−シザー連結部３４１、３４２はｘ方向の第１の端３４６及びｘ方向の第２の端３４７を有する。一実施形態では、ｘ−シザー連結部３４１、３４２の各対は、折り目付け要素３０２の下側区域３０８で横列３０４における３つの隣接する折り目付け要素を一緒に結合する。これに関して、各ｘ−シザー連結部３４１、３４２のｘ方向の第１の端３４６は、例えば、こうした左側の折り目付け要素３０２の下側区域３０８上に設けられ且つｚ方向に長手方向に延びるそれぞれのｘ−スロット３５１、３５２内にスライド可能に配置されるｘ−移動可能要素又はピン３４８を用いることによって、こうした３つの隣接する折り目付け要素の外側の折り目付け要素のうちの一方、例えば左側の折り目付け要素３０２の本体部分３０６の下側区域３０８にスライド可能に結合されてもよい。第１のｘ−シザー連結部３４１のｘ方向の第１の端３４６に関するｘ−スロット３５１は下側区域３０８の下側部分に存在することができ、第２のｘ−シザー連結部３４２のｘ方向の第１の端３４６に関するｘ−スロット３５２は下側区域３０８の上側部分に存在することができる。各ｘ−シザー連結部３４１、３４２のｘ方向の第２の端３４７は、例えば、こうした右側の折り目付け要素３０２の下側区域３０８上に設けられ且つｚ方向に長手方向に延びるそれぞれのｘ−スロット３５２、３５１内にスライド可能に配置されるｘ−移動可能要素又はピン３４８を用いることによって、こうした３つの隣接する折り目付け要素の外側の折り目付け要素のうちの他方、例えば右側の折り目付け要素３０２の本体部分３０６の下側区域３０８にスライド可能に結合されてもよい。第１のｘ−シザー連結部３４１のｘ方向の第２の端３４７に関するｘ−スロット３５２は下側区域３０８の上側部分に存在することができ、第２のｘ−シザー連結部３４２のｘ方向の第２の端３４７に関するｘ−スロット３５１は下側区域３０８の下側部分に存在することができる。ｘ−中心ピボットピン３４３は、こうした３つの隣接する折り目付け要素の中心折り目付け要素３０２の下側区域３０８のボア（図示せず）内に固定して結合される。一実施形態では、折り目付け要素３０２のこうしたボアは、スロット３５１、３５２の中間に配置される。一実施形態では、第１のｘ−移動シザーアセンブリ３１６は、折り目付け要素の各横列３０４の折り目付け要素３０２の一方の側部に結合され、第２のｘ−移動シザーアセンブリ３１６は、こうした横列３０４の折り目付け要素３０２の他方の側部に結合されるが、折り目付け要素３０２の横列３０４に関して１つのみのｘ−移動シザーアセンブリ３１６が用いられる実施形態を提供することができることが分かる。折り目付け要素３０２の最も外側の縦列３０３で、各ｘ−シザー連結部３４１、３４２のうちの半分だけが、ｘ−中心ピボットピン３４３によって各こうした端の折り目付け要素３０２の下側区域３０８に固定して結合される。これに関して、各シザー連結部３４１、３４２のｘ方向の端３４６又は３４７は、端の折り目付け要素３０２から、こうした端の折り目付け要素からアレイ３０１の内向きに配置される隣接する折り目付け要素３０２内のそれぞれのスロット３５１、３５２に延びる。各第１のｘ−シザー連結部３４１は、互いに平行に延び、各第２のｘ−シザー連結部３４２は、それぞれ互いに平行に延び、ｘ−移動シザーアセンブリ３１６は平面内に延びる。ピン３４３を中心としてｘ方向の第１の端３４６を互いから離れる方に及びピン３４３を中心としてｘ方向の第２の端３４７を互いから離れる方にピボット運動することによるアセンブリ３１６のシザー連結部３４１、３４２の収縮が、各折り目付け要素３０２のｘ−移動可能ピン３４８をスロット３５１、３５２内で互いから離れる方に動かし、アレイ３０１の折り目付け要素を一斉にｘ方向に一緒に引き寄せる。ピン３４３を中心としてｘ方向の第１の端３４６を互いの方に及びピン３４３を中心としてｘ方向の第２の端３４７を互いの方にピボット運動することによるアセンブリ３１６の連結部３４１、３４２の拡張が、各折り目付け要素３０２のｘ−移動可能ピン３４８をスロット３５１、３５２内で互いの方に動かし、アレイ３０１の折り目付け要素を互いから離れる方に動かす、又は一斉にｘ方向に拡張する。
【０１０４】
折り目付け要素３０２は、金属、プラスチック、又はセラミック材料などの任意の適切な材料から作製することができ、一実施形態では、剛性のこうした材料から作製することができる。折り目付け要素のすべてが同じ材料から作製される必要はなく、例えば一部の折り目付け要素は剛性のプラスチックから作製することができ、一部の他の折り目付け要素は金属から作製することができ、一部の他の折り目付け要素はセラミック材料から作製することができる。一実施形態では、各折り目付け要素３０２の上側部分１５０及び本体部分３０６は、例としてモールディング又は機械加工によってによって一部品に製作される単一のユニット構造体、例えばモノリシック構成部品として形成されてもよい。一実施形態では、各折り目付け要素は、折り目付け要素を形成するために組み立てられ、折り目付け要素のアレイ３０１に組み立てられる複数の個々のサブ構成部品を含んでもよい。一実施形態では、折り目付け要素３０２の下側区域３０８の端部１７３は、すべり接触面又はベアリング１７５を備えてもよい。
【０１０５】
折り目付けアレイ３０１は、例えば上側アレイ１０及び下側アレイ１２に関して前述したのと同じ様式で動作することができる。第１のｙ−シザー連結部３２１及び第２のｙ−シザー連結部３２２並びに第１のｘ−シザー連結部３４１及び第２のｘ−シザー連結部３４２の範囲は、３つのそれぞれの隣接する折り目付け要素３０２にわたり、こうしたそれぞれのシザー連結部によってこうした３つの隣接する折り目付け要素３０２をスライド可能に一緒に結合することは、折り畳み装置１の動作の信頼性及びそれにより形成される折り畳まれた構造体の品質を高めるために折り目付けアレイ３０１の構造的一体性及び一様な運動を強化する。
【０１０６】
材料のシートを折り畳まれた支持構造体に折り畳むための装置、システム、及び方法の例が本明細書で説明されており、該装置、システム、及び方法は、説明される三次元の折り畳まれた構造体を達成するための自動化のレベルを与えることができる。
【０１０７】
本発明に係る例示的な装置は、折り目付け要素の第１のアレイ及び折り目付け要素の第２のアレイを含んでもよく、第１のアレイ及び第２のアレイにおける各折り目付け要素は、材料のシートと係合するように適合された前縁を有する。装置は、第１及び第２の複数の折り目付け要素が離間される第１の位置から折り目付け要素の第１のアレイと第２のアレイが少なくとも部分的にインターディジテイテッドにされる第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動をもたらすための、及び第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かすための少なくとも１つのアクチュエータをさらに含んでもよい。このように、材料のシートを折り目付け要素の第１のアレイと第２のアレイとの間に配置し、第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に折り目付け要素の前縁によって折り畳むことができる。さらに、第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かす運動が、材料のシートの、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイによって折り畳まれる際の収縮に適応する。
【０１０８】
特定の実施形態では、少なくとも１つのアクチュエータは、第１の位置から第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動をもたらすための少なくとも１つの第１のアクチュエータと、第２の位置への折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイの相対運動中に第１のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かし、且つ第２のアレイの折り目付け要素を互いにより近くに動かすための少なくとも１つの第２のアクチュエータとを含んでもよい。一実施形態では、装置は、折り目付け要素の複数のアレイを含んでもよく、第１のアレイの折り目付け要素は横列及び縦列に配置され、第２のアレイの折り目付け要素は横列及び縦列に配置される。一実施形態では、折り目付け要素の第１のアレイにおける縦列の数は、折り目付け要素の第２のアレイにおける縦列の数よりも１つ少なくてもよい。一実施形態では、第１のアレイにおける折り目付け要素の横列は、第２のアレイにおける折り目付け要素の横列と同一平面内で位置合わせ可能であってもよい。
【０１０９】
一実施形態では、折り目付け要素の第１のアレイは、第１のアレイにおける折り目付け要素の横列が第２のアレイにおける折り目付け要素の横列と同一平面内で位置合わせされないように折り目付け要素の第２のアレイに対して横方向に移動可能であってもよい。一実施形態では、装置は、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが第１の位置にあるときに第１のアレイにおける折り目付け要素の横列が第２のアレイにおける折り目付け要素の横列と同一平面内で位置合わせされないように折り目付け要素の第１のアレイを折り目付け要素の第２のアレイに対して動かすための少なくとも１つの付加的なアクチュエータをさらに含んでもよい。
【０１１０】
一実施形態では、第１のアレイにおける折り目付け要素の縦列は、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが第２の位置にあるときに第１のアレイにおける折り目付け要素の縦列が第２のアレイにおける折り目付け要素の縦列とインターディジテイテッドにされるように、平面図で見たときに第２のアレイにおける折り目付け要素の縦列からオフセットされてもよい。一実施形態では、第１のアレイにおける折り目付け要素の縦列は、平面図で見たときに第２のアレイにおける折り目付け要素の縦列間の実質的に中央に位置してもよい。
【０１１１】
一実施形態では、第１のアレイの各縦列における隣接する折り目付け要素は、第１の縦列シザーアセンブリによって相互接続されてもよく、第２のアレイの各縦列における隣接する折り目付け要素は、第２の縦列シザーアセンブリによって相互接続されてもよい。一実施形態では、第１のアレイの各横列における隣接する折り目付け要素は、第１の横列シザーアセンブリによって相互接続されてもよく、第２のアレイの各横列における隣接する折り目付け要素は、第２の横列シザーアセンブリによって相互接続されてもよい。
【０１１２】
一実施形態では、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが第１の位置にあるときに、第１のアレイの折り目付け要素の前縁は互いに実質的に同一平面上にあってもよい。一実施形態では、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが第１の位置にあるときに、第２のアレイの折り目付け要素の前縁は互いに実質的に同一平面上にあってもよい。一実施形態では、折り目付け要素の第１のアレイ及び第２のアレイが第１の位置にあるときに、第２のアレイの折り目付け要素の前縁は互いに実質的に同一平面上にあってもよく、第１のアレイの折り目付け要素の前縁は互いに実質的に同一平面上にあってもよい。
【０１１３】
種々の態様及び例が本明細書で開示されているが、他の態様及び例が当業者には明らかであろう。種々の態様及び例が、本明細書で例証する目的で開示され、以下の請求項によって示される真の範囲及び精神と共に、限定するものとなることを意図されない。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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