JP2018503762A - 伸縮式パネル - Google Patents

Abstract

軽量の伸縮式パネル構造は、ヒンジポイント及び／又はヒンジアセンブリによって接続された外側に面するセクションと内側コアセクションとを有する折り畳み可能な部分を含むことができる。伸縮式パネル構造をその展開形態に維持するために、１つ以上の長手方向の支持構造を含めることができる。方法及び装置が記載される。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年１月２６日に出願され、「伸縮式パネル」を発明の名称とした米国仮特許出願第６２／１０７，９５５号及び２０１５年１月３０日に出願され、「伸縮式パネル」を発明の名称とした米国仮特許出願第６２／１８７，１９３号の明細書に基づいて優先権を主張するものであり、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書に記載される発明主題は、折り畳み可能な部分を備える伸縮式パネル構造に関し、一部の実施形態では、１つ以上の長手方向の支持構造を更に備えることができる。

シェルター、一時的なブリッジ、支持プラットフォーム等のような強固な構造を迅速且つ安価に構築することが必要な場合がある。

本発明主題の態様は、折り畳み可能な部分を有する伸縮性のパネルを含むことができ、いくつかの実施形態では、１つ以上の長手方向の支持構造を更に含むことができる。

第１態様において、装置は、
展開形態及び折り畳まれた形態を形成するように構成された折り畳み式パネル構造を備える。
前記折り畳み式パネル構造は、
前記折り畳み式パネル構造の第１側及び第２側を形成する外側に面するセクションと、
前記第１側と前記第２側との間でジグザグ状に配置された内側コアセクションであって、頂点ヒンジポイントが隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合（pivotally coupling）する、内側コアセクションと、
を有する。
前記第１及び第２側は、隣接する外側に面するセクションに旋回可能に結合する表面ペアヒンジポイントを有する。
前記折り畳み式パネル構造が展開形態にあるとき、前記内側コアセクションと前記外側に面するセクションとは、一連の隣接する三角プリズムを形成し、前記折り畳み式パネル構造が折り畳まれた形態に移行するとき、前記内側コアセクションと外側に面するセクションとは、一連の隣接する四辺形プリズムを形成する。

第２の係る態様において、装置は、
展開形態及び折り畳まれた形態を形成するように構成された折り畳み式パネル構造を備える。
前記折り畳み可能パネル構造は、
前記折り畳み式パネル構造の第１側及び第２側を形成する外側に面するセクションと、
前記第１側と前記第２側との間でジグザグ状に配置された内側コアセクションであって、内側コアヒンジポイントが隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合する、内側コアセクションと、
内側コアセクションと内側コアヒンジポイントとの各結合の間に延在し、内側コアヒンジポイントを内側コアセクションの長手方向の長さからオフセットする延長部と、
隣接する外側に面するセクション及び内側コアセクションに旋回可能に結合する補助ヒンジポイントと、
を有する。
前記第１側及び第２側は、隣接する外側に面するセクションに旋回可能に結合する表面ペアヒンジポイントを有する。
前記折り畳み式パネル構造が前記展開形態にあるとき、前記内側コアセクションと、前記延長部と、前記外側に面するセクションとは、一連の隣接する四辺形プリズムを形成し、前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行するとき、前記内側コアセクションと、前記延長部と、前記外側に面するセクションとは、一連の隣接する六辺形プリズムを形成する。

第３の係る態様において、方法は、
折り畳み式パネル構造の折り畳み可能な部分を、前記折り畳み式パネル構造の複数の内側コアセクションの面に垂直な軸に沿って展開するステップと、
内側コアセクションの２つを接合する頂点ヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合された折り畳み式パネル構造の２つの外側に面するセクションが平面整列になったとき、前記折り畳み可能な部分の展開を完了するステップと、
を含む。
前記内側コアセクションは、外側に面するセクションの第１側と外側に面するセクションの第２側との間でジグザグ状に配置され、頂点ヒンジポイントは、隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合している。
方法は、展開された折り畳み可能な部分に長手方向の支持構造を接合させ、その後前記長手方向の支持構造を外し、及び前記折り畳み可能な部分を再び折り畳むステップを任意に含むことができる。

第４の係る態様において、方法は、
折り畳み式パネル構造の折り畳み可能な部分を、前記折り畳み式パネル構造の複数の内側コアセクションの面に垂直な軸に沿って展開するステップと、
内側コアセクションの２つを接合する内側ヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合された折り畳み式パネル構造の２つの外側に面するセクションが平面整列になったとき、前記折り畳み可能な部分の展開を完了するステップと、
を含む。
前記内側コアセクションは、外側に面するセクションの第１側と外側に面するセクションの第２側との間でジグザグ状に配置され、内側コアヒンジポイントは、隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合し、延長部によって隣接する内側コアセクションの長手方向の長さからオフセットされる。
方法は、展開された折り畳み可能な部分に長手方向の支持構造を接合させ、その後前記長手方向の支持構造を外し、及び前記折り畳み可能な部分を再び折り畳むステップを任意に含むことができる。

任意的なバリエーションにおいて、以下の特徴のうちの１つ以上が、任意の可能な組み合わせで前述した態様に含まれるか、又は前述した態様に組み込まれることができる。展開形態における折り畳み式パネル構造の長さに沿って延長するように支持構造を含めることができる。前記支持構造は、前記折り畳み式パネル構造の第１端部をキャップするように構成された１つ以上のオープンチャネルと、前記支持構造が少なくとも部分的に折り畳むことを可能にする伸縮セグメントと、複数の接合可能なセグメントと、を有することができる。前記支持構造は、前記内側コアセクションに沿って設けられた開口部を通って延在することができる。前記支持構造は、湾曲することができる。

少なくとも第１態様において、前記折り畳み可能な部分が前記展開形態にあるとき、前記頂点ヒンジポイントは、任意に、前記一連の隣接する三角プリズムの各三角プリズムの頂点に位置することができる。表面ペアヒンジポイントで接合された２つの外側に面するセクションは、２つの内側コアセクションを接合する対向の頂点ヒンジポイントと整列することができる。前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行するとき、表面ペアヒンジポイントの１つは、一連の隣接する四辺形プリズムの各四辺形プリズムの頂部又は底部に位置する。

少なくとも第２態様において、任意的に、２つの外側に面するセクションは、整列しており、前記折り畳み可能な部分が前記展開形態にあるとき、内側コアヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合することができる。前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行しているとき、表面ペアヒンジポイントと内側コアヒンジポイントとは、一連の隣接する四辺形プリズムの各六辺形プリズムの頂部及び底部に交互に位置することができる。

本明細書に記載される発明主題の１つまたは複数のバリエーションの詳細は、添付図面及び以下の説明に示される。本明細書に記載される発明主題の他の特徴及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲により明らかになるであろう。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本明細書に開示される発明主題のいくつかの態様を示し、説明とともに、開示された実施形態に関するいくつかの原理を解説するために役立つ。

いくつかの実施形態に係るコンパクト化可能な軽量パネルの正面図である。 図１Ａのコンパクト化可能な軽量パネルの部分分解斜視図である。 いくつかの実施形態に係る、長手方向の支持構造上に摺動することができる折り畳み可能な部分を有するコンパクト化可能な軽量パネルの正面図である。 図１Ｃのコンパクト化可能な軽量パネルの部分分解斜視図である。 図１Ａ−１Ｄのパネルの圧縮可能な部分の断面図である。 図２のパネルが圧縮されたときの圧縮可能な部分の図である。 いくつかの実施形態を代表するパネルの展開長さに沿って湾曲されている軽量パネルの圧縮可能部分の断面図である。 いくつかの実施形態を代表するパネルの展開長さに沿って湾曲されている軽量パネルの圧縮可能部分の断面図である。 いくつかの実施形態を代表するパネルの展開長さに沿って湾曲されている軽量パネルの圧縮可能部分の断面図である。 湾曲構造を形成するように展開可能な、コンパクト化可能な軽量パネルの図である。 本発明主題の実施形態に一致する方法の特徴を示すプロセスフローチャートである。 補助ヒンジポイント及び内側コアヒンジポイントを有するコンパクト化可能な軽量パネルの部分分解斜視図である。 図７のコンパクト化可能な軽量パネルの圧縮可能な部分の断面図である。 頂点ヒンジリンクを有するコンパクト化可能な軽量パネルの部分分解斜視図である。 図９の軽量パネルの圧縮可能な部分の断面図である。

実質的に、同様の参照番号は同様の構造、特徴、又は要素を示す。

本明細書の説明は、軽量構造のパネル又は使用しないときに体積を小さく圧縮することができる他の構造に関連する方法、アプローチ、技術、物品、及びシステムを含む。いくつかの態様において、本発明主題の実施形態は、コンパクト化可能な部分と、長手方向の支持部とも呼ばれる１つ以上の支持部とを含むことができる。本発明主題の実施形態は、従来の建材の持ち込みが禁じられているか又は扱いにくいエリアに構造物を組み立てる場合、又は従来の材料を用いてシェルターを建設するのに時間がかかる場合を含むがこれらに限定されることなく、多くの応用において有用であり得る。組立、分解、運搬、及び保管の便宜性は、既存のアプローチに比べ、全て改善することができる。

前述した態様及び特徴は、所望の形態に応じて、システム、装置、方法、及び／又は物品に実行されてよい。本明細書に記載される発明主題の１つまたは複数のバリエーションの詳細は、添付図面及び以下の説明に示される。本明細書に記載される発明主題の特徴及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲により明らかになるであろう。

図１Ａは、典型的な構造のパネル１００の正面図である。パネル１００は、軽量であって、使用しないときに小さな体積にコンパクト化すること、及び迅速且つ便利に小さな体積から使用可能な形態に展開することができる。パネル１００は、折り畳み可能な部分１１０と、長手方向の支持構造１３０との２種類の構成要素を含む。折り畳み可能な部分１１０は、小さな体積に圧縮することができ、又は輸送又は保管のためにコンパクトされたときの折り畳み可能な部分の高さよりもかなり長い長さまで広げることができるアコーディオンのような構造であってもよい。いくつかの例において、折り畳まれた形態の折り畳み可能な部分１１０は、完全に展開されたときの長さの約１／１０の長さを有することができる。更に、展開形態にある伸縮式パネルが開放構造であるため、このような構造は軽量で、優れた強固性を提供するとともに容易に持ち運ぶ（例えば、折り畳まれたとき）ことができる。

長手方向の支持構造１３０は、本発明主題のいくつかの実施形態において、固定された形状を有することができる（例えば、それらは、折り畳み可能な部分１１０のように折り畳み可能である必要がない）。本発明主題の他の実施形態において、長手方向の支持構造１３０は、１つ以上の伸縮セグメント、又は輸送及び保管のために長手方向の支持構造１３０が少なくとも部分的に折り畳むことができるように、他の方法で組み合わせ可能な複数のセグメントを含むことができる。一例では、長手方向の支持構造１３０は、任意の実現可能な機構（例えば、ネジ式接続、第２セグメントの受入特徴に滑り込む第１セグメントの挿入可能特徴など）によって接合可能な２つ以上のセグメントによって形成することができる。

図１Ａに示すように、折り畳み可能な部分１１０は、少なくとも１つの内側コアセクション１１５と、内側コアセクション１１５の上方及び下方に位置する外側に面するセクション１２０と、を含む。長手方向の支持構造１３０は、任意的に、折り畳み可能な部分１１０の端部に嵌合するキャップのような形状にすることができる。長手方向の支持構造１３０の他の形態も、本発明主題の範囲内に含まれ、以下に説明する他のバリエーションを含むがそれらに限定されるものではない。支持構造１３０の長さは、図１Ｂに示すように、適切な耐荷重長さに伸ばされたとき、少なくとも折り畳み可能な部分１１０の長さに概ね対応することができ、用途に応じて更に伸ばしてもよい。

図１Ｂは、図１Ａのパネル１００の斜視図である。図１Ｂには、折り畳み可能な部分１１０は、複数の内側コアセクション１１５を有することが示されている。内側コアセクション１１５は、ジグザグ状に配置された材料の断面又はストライプであって、各コアセクション１１５の縁部で、隣接するコアセクション及び／又は外側に面するセクション１２０に、シンプルなヒンジによって直接的に接続されるか、又は中間のヒンジアセンブリ、又は他の接合アセンブリ、又はこれらの組み合わせによって接続される。いくつかの例において、ヒンジ、中間のヒンジアセンブリ、又は他の接合アセンブリ（本明細書において、ときには「ヒンジ」と総称する）は、パネルの折り畳み可能な部分を組み立てる間に１つ以上の関連する外側に面するセクション及び／又は内側コアセクションに固定されているアセンブリを含むことができる。本発明主題の実施態様と一致する他の例において、ヒンジを形成するために接合する外側に面するセクション及び／又は内側コアセクションのそれぞれは、製造することができるか、又は、ヒンジポイント（例えば、以下に述べる表面ペアヒンジポイント又は頂点ヒンジポイント）に沿って他の外側に面するセクション及び／又は内側コアセクションにおける補足構造と接合するとき、ヒンジを形成する構造の適切な部分を含むように形成することができる。言い換えれば、折り畳み式アセンブリのヒンジは、関連するパネルセクションに取り付けられた別個のアセンブリであってもよく、若しくは、ヒンジは、それぞれのパネルの一体部分として形成されてもよい、又はこれらのアプローチの一定の組み合わせを用いることができる。

内側コアセクション１１５は、図１Ａ〜１Ｄに示す例のように矩形に形成することができる。又は、以下により詳細に説明するように他の形状に形成されてもよい。内側コアセクション１１５は、一連の隣接する三角プリズムの同様のサイズの側部を構成し、これらのプリズムは、外側に面するセクション１２０と共に、折り畳み可能な部分１１０を構成する。外側に面するセクション１２０は、展開した折り畳み可能部分１１０の三角プリズムを完成させる。本明細書で使用する「プリズム」という用語は、ボリューム（volume）の軸に沿って同様の形状の断面を有する三次元ボリューム（volume）を指す。例えば、三角プリズムは、外側に面するセクションの一方の端部から外側に面するセクションの反対側の端部を通る軸に沿って三角形の断面を有する。「類似の形状」という用語は、断面形状のサイズが軸の長さに沿って変化し得るが、断面形状の辺の相対寸法は一定であることを指す。外側に面するセクションが矩形でない（例えば、伸縮式パネルがその展開長に沿って湾曲する場合）例において、１つの外側に面するセクション１２０及び２つの内側コアセクション１１５によって形成された三角プリズムの断面は、外側に面するセクション１２０の平面に平行な軸に沿って同様の相対寸法の三角形である。

内側コアセクション１１５のパターンは、外側に面するセクション１２０に垂直に与える負荷に耐えるだけでなく、完成したパネル１００にある程度のねじり剛性を提供することができる。折り畳み可能な部分１１０が展開されたとき、内側コアセクション１１５により外側に面するセクション１２０に提供される支えは、支持構造１３０の付加的な剛性と組み合わせて、パネル１００の荷重支持耐性を可能にする。折り畳み可能な部分１２０は、図１ＢのＸ軸で示された方向に沿って展開する。長手方向の支持構造１３０は、Ｘ軸に沿って展開された折り畳み可能な部分１１５及び外側に面するセクション１２０に取り付けられる。図１Ａは、実質的に、Ｘ軸に沿った断面図又は端面図であることが理解されるであろう。

更に、本発明主題の他の実施態様において、折り畳み可能部分１１０は、長手方向の支持構造１３０上に摺動することができる。言い換えれば、前述した長手方向の支持構造１３０のオープンチャネル構成ではなく、長手方向の支持構造１３０は、折り畳み可能部分１１０が一旦展開した後、その外側端部の上に取り付けるように構成され、１つ以上の長手方向の支持構造１３０が、内側コアセクション１１５に形成された孔等を貫通する部材として形成することができる。

図１Ｃは、長手方向の支持構造１３０上に摺動することができる内側コアセクション１１５を有する折り畳み式パネルの正面図である。図１Ｄは、図１Ｃに示すパネルの斜視図である。図１Ｃ及び１Ｄに示すパネルは、図１Ａ及び１Ｂのパネル１００と同様の構成要素を有する。図１Ｃ及び１Ｄに示すパネルは、同様の二種類の構成要素、内側コアセクション１１５と外側に面するセクション１２０とを有する折り畳み可能な部分（図１Ａの１１０）、及び長手方向の支持構造１３０を有する。図１Ｃ及び１Ｄの長手方向の支持構造１３０は、円形の断面を有する棒又は管のように示されている。いくつかの実施態様において、長手方向の支持構造１３０は、パネルの全体構成におけるより大きな柔軟性を可能にすることができる他の断面を有することができる。図１Ｃ及び１Ｄにおいて、長手方向の支持構造１３０がパネルの縁部付近に位置するように示されているが、長手方向支持構造１３０は、異なる位置に位置することができる。更に、２つの長手方向の支持構造１３０が示されているが、パネルは、３つ以上の長手方向の支持構造１３０を有することができ、或いは、単一の長手方向の支持構造１３０、例えば、内側コアセクション１１５の水平中心付近に位置する１つの支持構造を有することができる。図１Ｃ及び１Ｄに示すパネルの構成は、折り畳み可能部分の内側コアセクション１１５を通る長手方向の支持構造１３０を有し、扇状のパネル、湾曲のパネル、及び図５に示されているような、以下により詳細に説明する平面でない他のパネルを可能にすることができる。

図２は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるパネルの折り畳み可能な部分１１０のＸ軸に垂直な平面に沿った断面図２００を示す。断面図２００において、内側コアセクション１１５と外側に面するセクション１２０との各セグメント又は材料セクションが接するポイントは、点として示されている。図１Ｂの三角プリズムは、図２において、端部から見られ、三角形のように表れ、折り畳み可能な部分１１０が展開された状態が示されている。図２の下部に示すように、折り畳み可能な部分１１０が崩れる又は折り畳まれると、隣接する２つの内側コアセクション１１５の間の角度が小さくなるにつれて三角形が畳まれ、外側に面するセクション１２０は、２つの隣接する内側コアセクション１１５の端部の間に亘って、外側向きに折り畳まれる。折り畳み可能な部分１１０が展開されたとき、三角形の頂点は、内側コアセクション１１５の２つの部分が接する位置にある。これらの頂点は、頂点ヒンジポイント２４０と呼ばれる。外側に面するセクション１２０の２つのセグメント又は２つの部分が接する位置にもヒンジポイントが存在し、本明細書において表面ペアヒンジポイント２３５と呼ばれる。図２に示すように、展開形態において、第１外側に面するセクション１２０における各頂点ヒンジポイント２４０は、反対側の外側に面するセクション１２０における表面ペアヒンジポイント２３５の真向かいに位置する。折り畳み可能な部分１１０が収縮する又は折り畳むにつれて、各表面ペアヒンジポイント２３５は、折り畳み四辺形（例えば、四辺多角形）の頂点又は底点になり、各頂点ヒンジポイント２４０は、当該四辺形の側面接点になる。

図３は、図１Ａ−２の折り畳み可能部分１１０がほぼ又は完全に折り畳まれたときの形態を示す。表面ペアヒンジポイント２３５は、最も外側の点であると見られ、それらの点の各々は、外側に面するセクション１２０のセグメントに接続される。頂点ヒンジポイント２４０は、外側に面するセクション１２０と内側コアセクション１１５との隣接部の間に位置する。

上記図１Ａ−３を参照して提示された実施例の説明は、フラットな（例えば、平面的な）パネルを形成するように展開する装置に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明主題のいくつかの態様と一致し、展開された構造は、湾曲のパネルを形成することができる。図４Ａ−４Ｃは、このような湾曲構造のパネル４００の折り畳み可能な部分４１０の一例の断面図を示す。これらの図に示すように、折り畳み可能な部分４１０は、内側コアセクション１１５と、外側に面するセクション４２０Ａ及び４２０Ｂと、を含む。第１外側に面するセクション４２０Ａの各セグメントは、第２外側に面するセクション４２０Ｂの各セグメントよりもわずかに長い。外側に面するセクション４２０Ａと４２０Ｂとを構成する個々のセグメントの長さの差によって、２つの隣接する内側コアセクション１１５と、２つの隣接する内側コアセクション１１５が接する頂点に対向して展開された２つの平面的に配向されている第１外側に面するセクション４２０Ａとによって形成された各三角断面サブ構造が、隣接する内側コアセクション１１５と展開された２つの平面的に配向された第２外側に面するセクション４２０Ｂとによって形成された隣接する反対向きの三角断面サブ構造よりも、少なくとも僅かに長いベースを有するように構成され、その結果、パネル４００の湾曲が生成される。完全に展開されたとき、内側コアセクション１１５は、パネルの強固性及び荷重支持耐性に大きく寄与する折り畳み可能な部分４１０に支えを提供する。図示しないが、長手方向の支持構造１３０は、完全に展開された折り畳み可能な部分４１０に対応する適度な湾曲を有することができる。

図３に示すように、図４Ａ−４Ｃに示されている折り畳み可能な部分４１０は、点またはポイントとして示されているヒンジポイントを有する。表面ペアヒンジポイント２３５は、外側に面するセクション４２０Ａ又は４２０Ｂの２つの部分の境界に位置し、一方、頂点ヒンジポイント２４０は、内側コアセクション１１５の２つの部分又はセグメントの境界に位置する。図４Ｂは、折り畳み可能な部分４１０が圧縮されたとき又は折り畳まれるときを示し、図４Ｃは、完全に又はほぼ完全に折り畳まれた折り畳み可能部分４１０を示す。図３と同様に、図４Ａに示されている完全に展開された状態の三角形は、図４Ｃの四辺形に置き換えられる。図３において、頂部のこれらの四辺形は、折り畳み可能な部分１１０の底部のものと同様の寸法を有する。図４Ｃにおいては、頂部の外側に面するセクション４２０Ａのセグメントが底部の外側に面するセクション４２０Ｂのセグメントよりも長いため、図４Ｃに示す最上部の四辺形は、折り畳み可能な部分４１０の最下部の形状とは異なる寸法を有する。

図５は、湾曲構造を形成するように展開可能な、コンパクトで軽量のパネル５００を示す。図５に示すパネル５００において、内側コアセクション１１５は、図１Ｃ及び図１Ｄに示されたパネルのように、複数の長手方向の支持構造１３０（又は、１つの長手方向支持構造）上に摺動することができる。図５において、典型的なパネル５００の折り畳み可能な部分が、２つの長手方向の支持構造１３０に沿って部分的に展開されているように示されている。長手方向の支持構造１３０は湾曲しており、圧縮可能な部分が支持構造１３０に沿って展開されるため、得られたパネル５００は湾曲している。折り畳み可能な部分を、長手方向の支持構造１３０の湾曲に適合させることができる。圧縮可能な部分の適合は、長手方向の支持構造１３０の湾曲に適応することができる材料で作製された内側コアセクション１１５及び外側に面するセクション１２０を含み、当該長手方向の支持構造１３０は、１つ以上の軸などにおける長手方向の支持構造１３０の湾曲に適応する形状及び寸法（図４Ａ−４Ｃに示すような）を有することができる。圧縮可能な部分の適合はまた、長手方向の支持構造１３０の湾曲に適応することができる材料で形成された表面ペアヒンジポイント２３５及び頂点ヒンジポイント２４０を含み、当該長手方向の支持構造１３０は、長手方向の支持構造１３０の湾曲などに適応するように展開及び／又は収縮するように構成される。

本明細書に記載のパネルの部材は、意図されるパネルの用途及び／又は所望のパネルの特性に従って選択することができる１つ以上の材料で構成されてもよい。例えば、折り畳み可能な部分の外側に面するセクションは、パネルが配置される外部環境及び引っ張り強度に対する適合性のために選択された第１材料を含んでよく、一方、内側コアセクションは、外部環境への配慮が少なく、圧縮強度のために選択された第２材料を含んでよい。長手方向の支持構造は、更に、外側に面するセクションよりも強固的な別の材料で形成されてもよい。或いは、パネルの部材のいずれか又は全ては、同一の材料で構成されてもよい。

図６は、本発明主題の態様と一致する方法の特徴を示すプロセスフローチャート６００を示す。６１０において、折り畳み可能な部分は、複数の折り畳まれた内側コアセクションの面に略垂直な軸（湾曲の軸も可能）に沿って展開することができる。６２０において、内側コアセクションの２つが接する頂点ヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合された２つの外側に面するセクションが平面整列になったとき、展開が完了することができる。６３０において、少なくとも１つの長手方向の支持構造を、展開された折り畳み可能な部分に接合させることができる。任意的に、６４０において、少なくとも１つの長手方向の支持構造を外すことができ、折り畳み可能な部分を再び折り畳むことができる。

図７及び８は、隣接する内側コアセクション１１５を互いに連結する内側コアヒンジポイント７４０を有する折り畳み可能な部分１１０を含む折り畳み式パネル構造７００の別の実施態様の斜視図及び側面図をそれぞれ示す。内側コアヒンジポイント７４０は、内側コアヒンジポイント７４０と隣接する内側コアセクション１１５の側面との間に延在する１つ以上の延長部７４５を有することができる。このように、各延長部７４５は、内側コアヒンジポイント７４０を、内側コアセクション１１５の長手方向の長さから内側コアヒンジポイント７４０が連続する長さにオフセットすることができる。パネル７００の折り畳み可能な部分１１０は、前述したように、２つの外側に面するセクションを連結する表面ペアヒンジポイントを更に有することができる。

更に、パネル７００の折り畳み可能な部分１１０は、外側に面するセクション１２０を隣接する内側コアセクション１１５に接続する補助ヒンジポイント７１０を更に含むことができる。このように、第１の内側コアセクション１１５は、内側コアヒンジポイント７４０を介して第２の内側コアセクション１１５に連結することができ、補助ヒンジポイント７１０を介して外側に面するセクション１２０に連結することができる。したがって、１つの内側コアセクション１１５は、合計４つのリンクポイントを有し、内側コアセクションの各端部付近にそれぞれ設けられた２つのリンクを有することができる。一つのリンクは、補助ヒンジポイント７１０を介して外側に面するセクション１２０に接続させ、もう１つのリンクは、内側コアヒンジポイント７４０を介して別個の内側コアセクション１１５に接続させる。

図７及び図８に示すように、パネル７００の折り畳み可能な部分１１０が崩れる又は折り畳まれると、各表面ペアヒンジポイント２３５及び内側コアヒンジポイント７４０は、折り畳み六辺多角形の頂点または底点になり（伸縮式パネルの折り畳み可能な部分は外側に面するセクション１２０に平行な軸に沿って見たとき）、各補助ヒンジポイント７１０は当該六辺多角形の側面接点となる。完全な展開形態であるとき（例えば、図８の左側）、内側コアセクション１１５、外側に面するセクション１２０、及び延長部７４５は、（同様に、外側に面するセクション１２０に平行な軸に沿って見たときに）連結された台形を形成し、２つの内側コアセクション１１５が台形の斜辺を形成する。２つの外側に面するセクション１２０（表面ペアヒンジポイント２３５を含む）が台形の底辺を形成し、反対側に位置する延長部７４５（内側コアヒンジポイント７４０を含む）が台形の頂辺を形成している。

図８に示すように、例えば、折り畳み可能な部分１１０が完全な展開形態にあるとき、補助ヒンジポイント７１０は、外側に面するセクション１２０が実質的に平坦な形態（例えば、延長壁）を形成するように整列することができる。更に、補助ヒンジポイント７１０は、隣接する補助ヒンジポイント７１０の間に最小限のギャップが形成されるように整列することができる。このように、外側に面するセクション１２０の実質的に平坦な形態において、隣接する外側に面するセクション１２０の間に最小限の（又はゼロでさえの）間隔又はギャップが形成されることが可能である。このような構造は、ギャップのない連続的又はほぼ連続的な表面が望ましいビデオディスプレイ、ソーラーパネル、タッチスクリーンインプットディスプレイ、光学部品、アンテナアレイ、ラジエータパネルなどの応用に有用であり得る。

図９及び図１０は、４つの継ぎ目９１５ａ−９１５ｄを有する頂点ヒンジリンク９１０を含む折り畳み式パネル構造９００の別の実施形態の斜視図及び側面図をそれぞれ示し、各継ぎ目はそれ自身の回転軸を有する。例えば、各頂点ヒンジリンク９１０は、第１の外側に面するセクション１２０ａと第２の外側に面するセクション１２０ｂとを頂点ヒンジリンク９１０にそれぞれ旋回可能に結合する第１継ぎ目９１５ａと第２継ぎ目９１５ｂとを有することができる。更に、頂点ヒンジリンク９１０は、第１の内側コアセクション１１５ａと第２の内側コアセクション１１５ｂとを頂点ヒンジリンク９１０にそれぞれ旋回可能に結合する第３継ぎ目９１５ｃと第４継ぎ目９１５ｄとを有することができる。継ぎ目９１５ａ−９１５ｄの各々は、連結された折り畳み可能な部分１１０の各部分（例えば、外側に面するセクション１２０ａ、１２０ｂ及び内側コアセクション１１５ａ、１１５ｂ）が互いに、及び／又は頂点ヒンジリンク９１０に関して独立して旋回することを可能にする回転軸を有することができる。更に、頂点ヒンジリンク９１０は、リンクされている折り畳み可能な部分１１０の部分（例えば、外側に面するセクション１２０ａ、１２０ｂ及び内側コアセクション１１５ａ、１１５ｂ）の全てが、互いに、及び／又は頂点ヒンジリンク９１０に関して全て同時に回転することを可能にする。

継ぎ目９１５ａ−９１５ｄは、折り畳み可能な部分１１０がコンパクトな折り畳まれた形態を形成することを可能にするように、相対的に位置決めすることができる。例えば、折り畳まれた形態において、少なくとも内側コアセクション１１５は、互いにほぼ平行に位置し、２つの継ぎ目、例えば、隣接する頂点ヒンジリンク９１０の第３継ぎ目９１５ｃ及び第４継ぎ目９１５ｄ、の間の間隔によって決めた距離で互いに離間することができる。また、パネル９００の折り畳み可能な部分１１０は、前述したように、２つの外側に面するセクションを連結する表面ペアヒンジポイント２３５を更に含むことができる。

図９及び図１０に示すように、パネル９００の折り畳み可能な部分１１０が崩れる又は折り畳まれると、各表面ペアヒンジポイント２３５は、折り畳み四辺形の頂点又は底点になり、各頂点ヒンジリンク９１０は、当該四辺形（前述したように、折り畳み可能な部分が展開されたとき、折り畳まれたとき、又は展開形態と折り畳まれた形態との間で移行又は逆移行するとき、折り畳み可能な部分１１０の「端部」から見た、当該折り畳み可能な部分の様々な構成要素によって表れた形状を指し、また、本明細書では「外側に面するセクションに平行な軸に沿って（along an exist parallel to the outer facings sections）見た形状」を指す）の側面接点になる。展開形態において、内側コアセクション１１５及び外側に面するセクション１２０は、リンクされた三角形の形状（例えば、三辺多角形）を形成する。このとき、外側に面するセクション１２０（表面ペアヒンジポイント２３５を含む）が三角形の底辺を形成し、内側コアセクション１１５が三角形の側辺を形成している。

本実施形態において、頂点ヒンジリンク９１０は、製造上及び組み立て上に、改善したシンプルさを可能にすることができる。前述したように、単一の頂点ヒンジリンク９１０は、折り畳み可能な部分１１０の４つの別個のセクションが独立に旋回することを可能にすることができる。こうすることによって、材料の使用量を削減するとともに、製造及び組み立てにおける複雑さを低減することができる。更に、本実施形態は、ブリッジ、斜面、一時的な橋脚及びドックなど、より大きな荷重量及び大型の利用、並びに他の利用を可能にすることができる。

外側に面するセクション１２０に用いられる材料の非限定的な例には、炭素繊維、ポリマー、繊維強化ポリマー、プラスチック、金属、セラミック、ポリマー強化セラミック、金属強化セラミック、複合材料、プレートレット材料、チェーンリンク又は鎖帷子材料、メッシュ、織物、木材、ボール紙、紙、織物天然材料、ハニカム及び他の芯つき複合材料など、これらの任意の組合せを含む。ポリマーは、例えば、ゴム、セルロース、及びシルクなどの天然ポリマー、及びポリエチレン、ポリスチレン、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリルなどの合成ポリマーを含んでもよい。繊維強化ポリマーは、ガラスファイバー、アラミドファイバー、グラファイトファイバー、炭素繊維、ポリマーファイバー、ホウ素ファイバー、麻繊維、天然材料ファイバーなどで強化されたポリマーを含んでもよい。金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鋼、鉄、チタン合金、コバルト−クロム合金、及び充分に強い、及び／又はパネルが使用される環境に充分な耐性を有する他の金属又は合金を含むことができる。外側に面するセクション、特に環境に露出される外側に面するセクションの部分に処理を施してもよい。典型的な処理は、パネルを周囲と調和させることを可能にする塗料またはコーティング、反射コーティングなどが含まれる。本発明主題のいくつかの実施形態において、１つ以上の外側に面するセクションは、当該外側に面するセクションに適用され、又は取り付けられた、例えば、１つ以上の電子コンポーネント（例えば、太陽電池、アンテナ素子、ＬＥＤスクリーンコンポーネント、光源、センサアレイ、タッチスクリーン、音生成デバイス、トランスデューサなど）、印刷物（例えば、看板、織物、壁装材など）などの要素などを含むことができる。ディスプレイスクリーンのサポートとして使用される場合、本発明主題の実施形態と一致する伸縮式パネルは、迅速に展開することができる（例えば、所望のスケールのディスプレイスクリーンを提供する−パーソナルコンピュータディスプレイのサイズ又は更に小さいサイズから、劇場のサイズ又は更に大きいサイズまで−単に本明細書に記載されたパネル構造を、完全に折り畳まれた形態から完全に展開形態へ展開し、１つ以上の長手方向の支持構造１３０を取り付ける）。

内側コアセクション１１５に用いられる材料は、上述した外側に面するセクションに用いられる材料を含んでもよい。また、パネルが完全に展開され、荷重が外側に面するセクションに対して垂直に加えられたときに、内側コアセクションは、崩壊、座屈又は他の破損に抵抗するように、選択された材料に対して圧縮状態においても強いことを求めることができる。同様に、長手方向の支持構造は、前記外側に面するセクションのために列挙された材料と同様の材料から作製することができる。しかしながら、長手方向の支持構造は、例えば、外側に面するセクションに比べ、強固性が高いこと、地面との摩擦が大きいこと、及び／又はパネルの縁部が屋根又は天井に適合することを可能にする可鍛性を有することなどの付加的な特性を求めてもよい。

外側に面するセクション、内側コアセクション、及び長手方向の支持構造は、従来の機械加工、ホットプレス、射出成形、押出、ローラープレス、従来の強化ポリマー複合材レイアップ、発泡、３Ｄ印刷、スプレー、等によって加工されてもよい。パネルの構成要素は、強度を維持しながら重量を減らすために、戦略的に配置された開口部（例えば、穴又は空隙）を有する格子又は固形体として加工されてもよい。例えば、パネルの構成要素は、発泡ポリマー、セラミック、及び／又は金属を含む発泡材料を含んでもよい。他の可能な材料には、ハニカムコア複合材料、発泡体コア複合材料、及び場合によってはより大きな組立体のための「ビルドアップ」構造、を含むことができる。例えば、溶接されたトラスアセンブリは、より大規模なパネル（例えば、一時的な橋梁、斜面等での使用のため）用の内側コアの構成要素に利用することができる。外側に面するセクション、内側コアセクション、及び長手方向の支持構造は、用途（例えば、リブ付き又は波形セクションなど）によって要求される付加的な強固性を提供するための補強形状を有してもよく、有しなくてもよい。

パネルセクションの頂点は、頂点ヒンジポイント、表面ペアヒンジポイント、補助ヒンジポイント、内側コアヒンジポイント、及び頂点ヒンジリンクなどを含むが、これらに限定されることなく、任意の適切な強い且つ柔軟な材料で構成されてもよい。例えば、ファブリックヒンジ又は一体成形ヒンジなどの薄い可撓性ヒンジは、ヒンジポイント又はヒンジリンクに用いられ、応用負荷に応じて内側コアセクション及び／又は外側に面するセクションを接続してもよい。本発明主題の他の実施形態において、ヒンジポイント又はヒンジリンクは、成型又は機械加工されたポリマーヒンジ、機械加工された金属ヒンジ、金属射出成形されたヒンジコンポーネント、それらの組み合わせ、又は本明細書の他の開示と一致する任意の適切なヒンジ材料又は設計によって接合することができる。頂点ヒンジポイント２４０、表面ペアヒンジポイント２３５、補助ヒンジポイント７１０、内側コアヒンジポイント７４０、及び／又は頂点ヒンジリンク９１０は、シンプルなヒンジ又は１つ以上のヒンジの組立、ヒンジ機構、継ぎ合わされたアセンブリ、又はこれらの他の組み合わせであって、２つ以上の隣接する内側コアセクション１１５及び／又は外側に面するセクション１２０を接続し、ヒンジポイント又はアセンブリの中心が上述したそれらの配置を保つように構成されてもよい。

使用中、パネルは、折り畳み可能な部分が完全に折り畳まれ、長手方向の支持構造が折り畳み可能な部分から分離された状態で、パネルの使用先へ及び／又はパネルの使用先から搬送されてもよい。このように、一度に複数のパネルを搬送する場合、複数の折り畳み可能な部分が互いに重ね合わせて積み重ねることができ、また、長手方向の支持構造は、効率的な方法で一緒に束ねることもできる。

目的地において、パネルの折り畳み可能な部分は、完全に展開され、その後、長手方向の支持構造で強固に維持される。内側コアセクションの間の空間は空のままにしてもよい。或いは、内側コアセクションの間の空間の一部又は全部は、目的地にある材料で満たされてもよく、又はその目的のためにパネルとともに搬送された材料で満たされてもよい。例えば、目的地が砂漠又は砂浜である場合、長手方向の支持構造を取り付けてパネルを完成させる前に、内側コアセクションの間の空間を砂で充填してもよい。別の例では、例えば、発泡絶縁材料などの絶縁材料を内側コアセクションの間の空間に挿入してもよい。目的地において、パネルが組み立てられ、他のパネル及び／又は他の構成材料と併せて構造を構築するように利用されてもよい。パネルは、接着剤、テープ、物理的な接合方法、又はそれらの任意の組み合わせを用いて、互いに、及び／又は他の構成材料に接続されてもよい。いくつかの実施例では、インターロッククリップは、長手方向の支持構造の一部（又は付属品）として含まれることができる。代替的に又は追加的に、まっすぐなパネルと湾曲セクションのパネルとを組み合わせて壁及び屋根を形成することができる。軽量で、持ち運びが容易、且つ再利用可能な一時的又は携帯式シェルター、シェード構造、歩道、橋などを構築することができる。

本明細書に記載された発明主題は、所望の形態に応じて、システム、装置、方法、及び／又は物品に具体化することができる。前記の記載に明らかにした実施例は、記載された発明主題と一致する全ての態様を示すものではない。むしろ、それらは、単なる記載された発明主題に関する態様と一致するいくつかの例である。いくつかのバリエーションが前記に詳細に記載されたが、他の修正又は追加が可能である。特に、本明細書に記載されたものに加え、さらなる特徴及び／又は変形が提供されることが可能である。例えば、前述した実施態様は、開示された特徴の様々な組み合わせ及びサブコンビネーション、及び／又は前記開示されたいくつかさらなる特徴の組み合わせ及びサブコンビネーションに導くことができる。なお、添付図面に示された及び／又は本明細書に記載されたロジックフローは、所望の結果を達成するために、示された特定の順序、又はシーケンシャル順序を必ずしも必要としない。他の実施態様は、以下の請求項の範囲内に含まれる。

Claims (27)

1. 展開形態及び折り畳まれた形態を形成するように構成された折り畳み式パネル構造を備え、前記折り畳み式パネル構造は、
   前記折り畳み式パネル構造の第１側及び第２側を形成する外側に面するセクションであって、前記第１側及び第２側は、隣接する外側に面するセクションに旋回可能に結合する表面ペアヒンジポイントを有する、外側に面するセクションと、
   前記第１側と前記第２側との間でジグザグ状に配置された内側コアセクションであって、頂点ヒンジポイントが隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合する、内側コアセクションと、
   を有し、
   前記折り畳み式パネル構造が展開形態にあるとき、前記内側コアセクションと前記外側に面するセクションとは、一連の隣接する三角プリズムを形成し、前記折り畳み式パネル構造が折り畳まれた形態に移行するとき、前記内側コアセクションと外側に面するセクションとは、一連の隣接する四辺形プリズムを形成する、
   装置。
2. 前記展開形態にある前記折り畳み式パネル構造の長さに沿って延在する支持構造を更に備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記支持構造は、前記折り畳み式パネル構造の第１端部をキャップするように構成された少なくとも１つのオープンチャネルと、前記支持構造が少なくとも部分的に折り畳むことを可能にする伸縮セグメントと、複数の接合可能なセグメントと、を有する、請求項２に記載の装置。
4. 前記支持構造は、前記内側コアセクションに沿って設けられた開口部を通って延在している、請求項２に記載の装置。
5. 前記支持構造は、湾曲するように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記展開形態において、前記頂点ヒンジポイントは、前記一連の隣接する三角プリズムの各三角プリズムの頂点に位置している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 表面ペアヒンジポイントで接合された２つの外側に面するセクションは、２つの内側コアセクションを接合する対向の頂点ヒンジポイントと整列している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行するとき、表面ペアヒンジポイントの１つは、一連の隣接する四辺形プリズムの各四辺形プリズムの頂部又は底部に位置している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 展開形態及び折り畳まれた形態を形成するように構成された折り畳み式パネル構造を備え、前記折り畳み可能パネル構造は、
   前記折り畳み式パネル構造の第１側及び第２側を形成する外側に面するセクションであって、前記第１側及び第２側は、隣接する外側に面するセクションに旋回可能に結合する表面ペアヒンジポイントを有する、外側に面するセクションと、
   前記第１側と前記第２側との間でジグザグ状に配置された内側コアセクションであって、内側コアヒンジポイントが隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合する、内側コアセクションと、
   内側コアセクションと内側コアヒンジポイントとの各結合の間に延在し、内側コアヒンジポイントを内側コアセクションの長手方向の長さからオフセットする延長部と、
   隣接する外側に面するセクション及び内側コアセクションに旋回可能に結合する補助ヒンジポイントと、
   を有し、
   前記折り畳み式パネル構造が前記展開形態にあるとき、前記内側コアセクションと、前記延長部と、前記外側に面するセクションとは、一連の隣接する四辺形プリズムを形成し、前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行するとき、前記内側コアセクションと、前記延長部と、前記外側に面するセクションとは、一連の隣接する六辺形プリズムを形成する、
   装置。
10. 前記展開形態にある前記折り畳み式パネル構造の長さに沿って延在する支持構造を更に備える、請求項９に記載の装置。
11. 前記支持構造は、前記折り畳み式パネル構造の第１端部をキャップするように構成された少なくとも１つのオープンチャネルと、前記支持構造が少なくとも部分的に折り畳むことを可能にする伸縮セグメントと、複数の接合可能なセグメントと、を有する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記支持構造は、前記内側コアセクションに沿って設けられた開口部を通って延在している、請求項１０に記載の装置。
13. 前記支持構造は、湾曲するように構成されている、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記展開形態において、２つの外側に面するセクションは、整列しており、内側コアヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合している、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行しているとき、表面ペアヒンジポイントと内側コアヒンジポイントとは、一連の隣接する四辺形プリズムの各六辺形プリズムの頂部及び底部に交互に位置している、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 折り畳み式パネル構造の折り畳み可能な部分を、前記折り畳み式パネル構造の複数の内側コアセクションの面に垂直な軸に沿って展開するステップと、
    内側コアセクションの２つを接合する頂点ヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合された折り畳み式パネル構造の２つの外側に面するセクションが平面整列になったとき、前記折り畳み可能な部分の展開を完了するステップであって、前記内側コアセクションは、外側に面するセクションの第１側と外側に面するセクションの第２側との間でジグザグ状に配置され、頂点ヒンジポイントは、隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合する、前記折り畳み可能な部分の展開を完了するステップと、
    を含む、方法。
17. 前記展開された折り畳み可能な部分に長手方向の支持構造を接合させるステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 長手方向の支持構造を外すステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記折り畳み可能な部分を再び折り畳むステップを更に含む、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 折り畳み式パネル構造の折り畳み可能な部分を、前記折り畳み式パネル構造の複数の内側コアセクションの面に垂直な軸に沿って展開するステップと、
    内側コアセクションの２つを接合する内側コアヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合された折り畳み式パネル構造の２つの外側に面するセクションが平面整列になったとき、前記折り畳み可能な部分の展開を完了するステップであって、前記内側コアセクションは、外側に面するセクションの第１側と外側に面するセクションの第２側との間でジグザグ状に配置され、内側コアヒンジポイントは、隣接する内側コアセクションに旋回可能に結合し、延長部によって隣接する内側コアセクションの長手方向の長さからオフセットされ、補助ヒンジポイントは、外側に面するセクション及び内側コアセクションに旋回可能に結合する、前記折り畳み可能な部分の展開を完了するステップと、
    を含む、方法。
21. 前記展開形態において、前記頂点ヒンジポイントは、前記一連の隣接する三角プリズムの各三角プリズムの頂点に位置している、請求項１に記載の装置。
22. 表面ペアヒンジポイントで接合された２つの外側に面するセクションは、２つの内側コアセクションを接合する対向の頂点ヒンジポイントと整列している、請求項１に記載の装置。
23. 前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行するとき、表面ペアヒンジポイントの１つは、一連の隣接する四辺形プリズムの各四辺形プリズムの頂部又は底部に位置している、請求項１に記載の装置。
24. 前記支持構造は、湾曲するように構成されている、請求項２に記載の装置。
25. 前記展開形態において、２つの外側に面するセクションは、整列しており、内側コアヒンジポイントに対向して配置された表面ペアヒンジポイントで接合している、請求項９に記載の装置。
26. 前記折り畳み式パネル構造が前記折り畳まれた形態に移行しているとき、表面ペアヒンジポイントと内側コアヒンジポイントとは、一連の隣接する四辺形プリズムの各六辺形プリズムの頂部及び底部に交互に位置している、請求項９に記載の装置。
27. 前記折り畳み可能な部分を再び折り畳むステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。

Images