JP2021525204A - 折畳み可能に相互接続した複数の折畳み可能セクションを備える押潰し可能有体物 - Google Patents

Abstract

折畳み可能に相互接続した複数の折畳み可能セクション／モジュールを備える、押潰し可能有体物である。折畳み可能セクションは、円筒状又は円錐状の面の一部であってもよい。折畳み可能セクションは、閉鎖セクションの形態であってもよい。折畳み可能セクションが、円筒状又は円錐状いずれかの管状面の一部である場合、４つの多角形状面部分からなる。多角形状部分は、非折畳み状態では湾曲した／丸い状態であり、部分的折り畳み状態及び折り畳み状態では平坦又は略平坦な形状を有する。折畳みプロセスは、通常、非折畳み位置と折畳み位置との間に急速な遷移を含み、折畳まれていない有体物を、折畳み可能でない均等物と同じくらい安定させる。一般的に、折畳みプロセスでは、折り畳まれる間に谷折り目を形成する縁部に、力を加える必要がある。有体物は、柔らかい材料から作られている場合、又は突出している且つ／又は窪んでいる折畳み可能縁部によって一定又は比較的一定の厚さを有する場合、通常、過度な軸方向の力が加わると押し潰される。

Description

現在知られている、押潰し可能有体物に用いられる折畳み可能管状構造には、主に、非折畳み位置においてはあまり安定せず、極めて柔らかい材料で作る必要があり、滑らかな円筒状又は円錐状の面を提供できないという問題がある。

現在用いられている折り畳みの原理では、様々な種類の材料及び様々な製造方法によって機能する普遍的な解決策が提案されていない。形状の多様性の提案がなされないほか、通常、面が強い波形を有することから、こうした有体物の内部の洗浄及び保持といった業務が困難となっている。

複数の折畳み可能セクションを備える開示の押潰し可能有体物の構造は、安定し且つコンパクトにすることができる。これらは、硬いものを含む様々な材料から作ることができ、様々な製造方法によって製造できる。これらは、円筒状部及び円錐状部の両方を備えることができ、広く用いられている押潰し可能技術よりも、形状に自由度が与えられる。この押潰し可能有体物は、使い捨てのもの及び再利用可能なものの両方になりうる。使い捨て製品は、より効率的に、簡単に押潰したり廃棄したりでき、廃棄物の体積を大きく削減できる。開示の、折畳み可能セクションの組み合わせ及び増加に基づく押潰し可能な再利用可能製品は、極めてコンパクトでありながら十分に機能的であることによって、極めて実用的なものとなりうる。

図１は、折畳み可能セクション／モジュールの円筒状及び円錐状の組み合わせの例を示す。 図２は、極めてシンプル且つ極めて対称的な種類の、４つの同一な二等辺直角三角形状部分から構成される折畳み可能セクションを示す。 図３は、４つの同一な非二等辺直角三角形状部分から作られる、シンプルな折畳みユニットを示す。 図４は、２つの直角三角形状部分と２つの台形状部分とのセットから構成される折畳み可能円筒状セクションを示す。 図５は、４つの台形状部分から構成される折畳み可能円筒状セクションを示す。 図６は、４つの三角形状部分から構成される折畳み可能円筒状ユニットの、一般的且つ／又は非対称的な組み合わせ及び増加を示す。 図７は、４つの四角形状部分又は四角形状部分と三角形状部分との混合から構成される、折畳み可能円筒状セクション及びそれらの組み合わせの、一般的且つ／又はより非対称的な構造を示す。 図８は、図２及び図３に示すセクションをミラーリングすることで組み立てられたセクションの、折畳み可能な組み合わせを明示する。 図９は、図４に示すセクションをミラーリングすることで組み立てられたセクションの組み合わせを示す。 図１０は、図５に示すセクションをミラーリングすることで組み立てられたセクションの組み合わせを示す。 図１１は、二等辺三角形状部分から構成される、シンプル且つ対称的なセクション及びその組み合わせ／増加を明示する。 図１２は、非二等辺の三角形状部分から構成される、シンプルなセクション及びその組み合わせ／増加を明示する。 図１３は、三角形状部分及び台形状部分から構成される、円錐状セクション及びその組み合わせ／増加を示す。 図１４は、三角形状部分及び台形状部分から構成される、円錐状セクション及びその組み合わせ／増加を示す。 図１５は、台形状部分から構成される、円錐状セクション及びその組み合わせ／増加を示す。 図１６は、４つの三角形状部分から構成される折畳み可能円錐状ユニットの、一般的且つ／又は非対称的な組み合わせ及び増加を示す。 図１７は、４つの四角形状部分又は四角形状部分と三角形状とを混合したものから構成される、折畳み可能円錐状セクション及びそれらの組み合わせの、一般的且つ／又はより非対称的な構造を示す。 図１８は、円筒状又は円錐状の折畳み可能セクション及びそれらの組み合わせの全てについて、ロール状にないものからロール状のものを組み立てる、及びその反対を行う実用的な手法を示す。 図１９は、異なる面を画成する折畳み可能セクションを混合させる場合の、外縁部の修正の必要性を明示する。 図２０は、円筒状又は円錐状の折畳み可能セクション及び／又はこれらのセクション同士の組み合わせのトリミング及びミラーリングを示す。 図２１は、円筒状又は円錐状の折畳み可能セクション及び／又はこれらのセクション同士の組み合わせのトリミング及びミラーリングを示す。 図２２は、延長した円筒状又は円錐状の折畳み可能セクション及び／又はこれらのセクション同士の組み合わせのトリミング及びミラーリングを示す。 図２３は、円筒状面に適した、極めてシンプルな丸い押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図２４は、円錐状面に適した、極めてシンプルな丸い押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図２５は、円錐状面に適した、極めてシンプルな丸い押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図２６は、円筒状又は円錐状の面用の、非対称的な閉鎖セクションを示す。 図２７は、円筒状面に適した、トリミングされた丸い押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図２８は、円錐状面に適した、トリミングされた丸い押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図２９は、円錐状面に適した、トリミングされた丸い押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３０は、円筒状面に適した、極めてシンプルで平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３１は、円錐状面に適した、極めてシンプルで平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３２は、円錐状面に適した、極めてシンプルで平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３３は、円筒状面に適した、トリミングされた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３４は、円錐状面に適した、トリミングされた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３５は、円錐状面に適した、トリミングされた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３６は、円筒状面に適した、極めてシンプルな、角を丸めた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３７は、円筒状面に適した、トリミングされ、角を丸めた平坦な折畳み閉鎖セクションを示す。 図３８は、円錐状面に適した、極めてシンプルな、角を丸めた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図３９は、円錐状面に適した、極めてシンプルな、角を丸めた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図４０は、円錐状面に適した、トリミングされ、角を丸めた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図４１は、円錐状面に適した、トリミングされ、角を丸めた平坦な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図４２は、円筒状又は円錐状の面に適した、鋭利な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図４３は、円筒状又は円錐状の面に適した、トリミングされた鋭利な押潰し可能閉鎖セクションを示す。 図４４は、円筒状面に適した閉鎖セクションのミラーリングを示す。 図４５は、閉鎖セクションのトリミング及びミラーリングを示す。 図４６は、閉鎖セクションのトリミング及びミラーリングを示す。 図４７は、トリミング及びミラーリングした閉鎖セクションと、管状折畳み可能面との組み合わせを示す。 図４８は、平坦な閉鎖セクションのミラーリングを示す。 図４９は、平坦な閉鎖セクションの面の除去及びミラーリングを示す。 図５０は、ミラーリングされた平坦な閉鎖セクションと、管状折畳み可能セクションとの組み合わせを示す。 図５１は、様々な閉鎖セクションの組み合わせを示す。 図５２は、丸く鋭利な円筒状及び円錐状の閉鎖セクションと、適切な円筒状及び円錐状の管状セクションとの統合を明示する。 図５３は、丸く鋭利な円筒状及び円錐状の閉鎖セクションと、管状面上の交差縁部が取り除かれた、適切な円筒状及び円錐状の管状セクションとの統合を明示する。 図５４は、面の延長又は除去を示す。 図５５は、対称的な管状閉鎖セクション及びそれらの対称的な組み合わせの、拡張した形状を示す。 図５６は、２つの面から構成される、シンプルな円筒状及び円錐状のセクションを示す。 図５７は、２つ以上の管状構造間の折畳み可能結合部を明示する。 図５８は、管状構造の外縁部の平坦化及び統合を示す。 図５９は、管状構造の外縁部の平坦化を示す。 図６０は、管状構造の平坦化する外縁部の閉鎖を明示する。 図６１は、管状構造の平坦化する外縁部の閉鎖を明示する。 図６２は、折畳み可能セクションの、より厚いシェルの変形例を示す。 図６３は、折畳み可能セクションの、より厚いシェルの変形例を示す。 図６４は、折畳み可能セクションの、硬質な材料の変形例を示す。 図６５は、折畳み可能セクションを備える構造の、部分的折畳み状態を示す。 図６６は、実現可能な折畳み縁部／蝶番の幾何学を明示する。 図６７は、折り畳まれた構造において空洞を埋める、変形した折畳み可能セクションを示す。 図６８は、折り畳まれた構造において空洞を埋める、変形した折畳み可能セクションを示す。 図６９は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７０は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７１は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７２は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７３は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７４は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７５は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７６は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７７は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７８は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能容器を示す。 図７９は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能パイプ構造を示す。 図８０は、折畳み可能セクションを備える押潰し可能パイプ構造を示す。 図８１は、突出した折畳み可能縁部及び窪んだ折畳み可能縁部を含む折畳み可能構造を示す。 図８２は、突出した折畳み可能縁部を含む折畳み可能構造を示す。 図８３は、窪んだ折畳み可能縁部を含む折畳み可能構造を示す。 図８４は、波形の面部分を含む折畳み可能構造を示す。

上記の折畳み可能セクション／モジュールを備える有体物の折畳み可能構造の利点は、
‐非折畳み位置において自立し且つ安定していること
‐滑らかで丸い面を形成できること
‐より硬質なものを含む、多様な異なる材料から作ることができること
‐様々な方法及び技術によって製造できること
‐折畳み位置において極めてコンパクトにできること
‐円筒状面及び／又は円錐状面の両方を備えることができること
‐部分的に折り畳まれた状態でも機能でき、形状及び大きさの多様性が得られること、である。

本明細書に記載の、複数の折畳み可能セクション／モジュールを備える管状有体物及びその変形例は、非折畳み位置においてその丸い／湾曲形状を当然に維持し、通常、セクション／モジュールを接続する相互折畳み可能縁部に沿った特定の箇所に更なる力が加わるまで軸方向に圧縮された場合にも、非折畳み管状構造と略同じくらい安定している。折畳みプロセスでは、通常、非折畳み（湾曲形状／丸い形状）状態と半折畳み（平坦形状）状態との間に急速な遷移を含み、２つの状態において異なる構造の作用が得られる。これらの構造は、平坦形状状態では、通常、ばねのように作用する。一方、非折畳み位置では、一般の折り畳まれない均等物のように作用する。

上記の性質によって、こうした折畳み可能セクションを備える製品の安定性及び一般的な性能に妥協することなく、折畳み可能性を活用するという選択肢が得られる。また、より硬い材料及び非ゴム性の材料を用いて、上記の折畳み可能構造の厚さ及び重量を削減できる。

以下に記載する折畳み可能セクション／モジュールの円筒状及び円錐状の組み合わせの例を図１に示す。円筒状の例は、こうした押潰し可能構造の管状部が、様々な種類の折畳み可能セクションを含むことができることを明示する。

極めてシンプルな、対称的な種類の折畳み可能セクションを図２に示す。これは、４つの同一な二等辺直角三角形状部分から構成され、正方形の形状に折り畳まれる。他の押潰し可能セクションと組み合わせられた際、三角形状部分の斜辺１０１、１０２、１０３及び１０４と一致する縁部が、折り畳まれる間に、谷折り目を形成する。隣辺１０５、１０６、１０７、１０８及び１０９（内縁部）と一致する縁部が、折り畳まれる間に、山折り目を形成する。この押潰し可能部に基づく折畳み可能テッセレーションは、薄い円筒状シェル構造の屈曲作用を示す、所謂吉村パターンと同様である。大きな違いは、ループ状の片においてそれを構成する三角形状部分の数が、４つに減少している点である。この減少によって、先の段落で説明された性質がもたらされるが、これは、一般的に、薄い円筒状シェルに軸方向の圧力のみが加わった際の自然な潰れ方ではないためである。押潰しプロセスを開始するには、折り畳まれる間に谷折り目を形成する縁部に、更なる力を加える必要がある。この種類の折畳みセクションから構成される構造を開くには、軸方向に引っ張るか、非折畳み又は半折畳み状態において対向する突出した頂点のいずれか２つに力を加えることができる。

他のシンプルな押潰し可能部を、図３に太い連続線で示す、４つの同一な非二等辺直角三角形状部分１１０、１１１、１１２及び１１３から作ることができる。この場合、押潰し可能部は矩形に折り畳まれる。押潰し可能部は、細い連続線で示す三角形状部分１１４、１１５、１１６及び１１７が示す押潰し可能部自体や、細い破線で示す三角形状部分１１８、１１９、１２０及び１２１が示す押潰し可能部自体をミラーリングしたものによって、増加したり組み合わせられたりしてもよいし、又は図２に示すものを含む、異なる、同一な直角三角形状部分のセットと組み合わせられてもよい。

図２及び図３に示す折畳み可能部は、ロール／ループ状態において、それらが形成する円筒状面の軸線に垂直な平面１２２でトリミングすることによって変形でき、図４の２つの直角三角形状部分と２つの台形状部分とのセットが得られる。ロール状にないセクションを、斜辺に平行な直線１２３で切断しても、同じ結果が得られる。

これらの折畳み可能部を、この種類の、もう１つの異なる平面１２４又は線１２５でトリミングすることによって、図５のように、２対の台形状部分から構成される折畳み可能部を実現できる。２種類の台形状部分は、２つの切断平面／線の場所に応じて、同一であってもよいし異なってもよい。この４つの台形状部分が二等辺の場合、このセクションによって形成できるテッセレーションは、所謂「チキンワイヤーテッセレーション」と同様である。この場合でも、主な違いは、ループ状の片の台形状部分の数が４つのみに減少している点であり、他の適切な折畳み可能セクションと組み合わせられた場合、非折畳み位置において、管状構造の丸い形状が必然的に維持される。こうした構造は、開く範囲が限定されるフィルター、蛇腹又はポンプ用に、これらの折畳み状態及び半折畳み状態で用いられることが多い。開示の構造の場合、半折畳み状態及び折畳み状態でのみならず、完全な非折畳み状態でも用いられて、所定の折畳み縁部によって、安定し且つ自立した管状有体物を形成する。図５に示す特定のセクションにおいて、台形状部分１２６、１２７、１２８及び１２９の長い底辺と一致する縁部が、他の押潰し可能セクションと組み合わせられる際、折り畳まれる間に谷折り目を形成する。一方、台形状部分１３０、１３１、１３２及び１３３の短い底辺と一致する縁部が、他の押潰し可能セクションと組み合わせられる際、山折り目を形成する。これらは、押すことでこの構造を開くことができる縁部／蝶番１３０、１３１、１３２及び１３３である。こうしたセクションから構成される構造では、折り畳んだり開いたりする間の材料の変形が、三角形状部分から構成されるセクションよりも少なく、よりしっかりとして硬い材料が使用される場合に、より適切なものとなる。

図３に示すセクションのトリミングされた側は、その外側ループ状縁部（ロール状態にある）が折畳み位置と一致しないことから、図２に示すセクションの切断変形例と組み合わせることができないことが認知されることが重要である。トリミングされた側は、第１の場合には平行四辺形を形成し、第２の場合には矩形を形成する。図３に示す種類のトリミングされたセクションは、それ自体と組み合わせることはできないが、それ自体をミラーリングしたものとは組み合わせることができる。

必ずしも直角三角形でない４つの三角形状部分からなる折畳み可能セクションの組み合わせ及び増加を含む、より一般的且つ／又は非対称的な構造を組み立てることができる（図６）。この場合の一般的な規則では、４つの三角形状部分のいずれにおいても、他の２つの三角形状セクションからの２つの角度の間にある全ての角度が、これら２つの角度の合計と等しくなければならない。図６におけるこの種類の依存関係は、非ロール状態の例を示す上部の図面に太い連続線で示す基本のセクションにおいて、α２＝α４＋α１２、α５＝α３＋α７、α８＝α６＋α１０、α１１＝α１＋α９である。同じ規則に従って、細い連続線で示す、組み合わせに適したセクションにおける角度間の依存関係は、α１３＝α１６＋α２４、α１７＝α１５＋α２０、α１９＝α１８＋α２２、α２３＝α１４＋α２１である。他の重要な依存関係は、ロール位置１３４及び１３５、１３６及び１３７、又は折畳み位置１３８及び１３９、１４０及び１４１、並びに１４２及び１４３において重なる対応する縁部が、等しい長さを有することである。ロール／ループ位置１３４及び１３５並びに１３６及び１３７において一致する縁部は平行である。ロール／ループ位置で重なる頂点を繋ぐ測地線１４４、１４５及び１４６は全て等しい長さを有し、これらはロール状にない時に平行であり、図６の同じ上部の図面に細い破線で示される。

図２及び図３に示す折畳み可能セクションは、この一般的な幾何学構造の特殊な例として考えることができる。

また、４つの四角形状部分、又は四角形状と三角形状部分との混合から構成される、折畳み可能セクション及びその組み合わせの、一般的且つ／又はより非対称的な構造も可能である（図７）。これらは、図６の依存関係を満たす１セットの４つの三角形状部分を、１本又は２本の非交差ポリラインでトリミングすることによって組み立てることができる。こうしたポリラインの全ての線分における全ての終点が、４つの三角形状部分の２つに共通する縁部／蝶番（ロール状態時の内縁部）上になければならない。終点は、三角形を切断しないまま、この種類の２つの縁部／蝶番の交差点と一致してもよい。こうしたポリラインの線分は、これらの縁部／蝶番と重なることはできないが、外側ループ状（ロール状態にある）縁部と重なることができ、この場合でも、三角形はトリミングされない。

ポリライン全体の２つの終点を繋ぐ測地線１４７及び１４８は、ロール位置において重なる三角形状部分の頂点を繋ぐ測地線１４９及び１５０と平行であり、また、これらは同じ長さを有し、図７の上部の２つの図面に細い破線で示す。ロール状態で重なる、対応する線分１５１及び１５２、１５３及び１５４、並びに１５５及び１５６の長さが等しい。

ポリラインの線分の終点を用いて、図６における規則を満たす三角形状部分の新たなセットを組み立てることができる。この場合でも、ポリライン全体の２つの終点を繋ぐ測地線１５７及び１５８が、ロール位置で重なる三角形状部分の頂点を繋ぐ測地線１５９及び１６０に平行であり、同じ長さを有する。この場合でも、ロール状態で重なる、対応するポリライン線分１６１及び１６２、１６３及び１６４並びに１６５及び１６６の長さが等しい。

内縁部／折り目は、ポリラインの線分の終点を通過するだけでなく、対向するセクター角度の合計が１８０°に等しい、４つの縁部に伴う頂点から構成されるパターンの、折畳み可能性の規則にも従わなければならない。この規則は、ポリラインに沿った終点が、補助的な（この場合）三角形状部分のいずれかの頂点と一致しない場合に用いることができる。図７において、依存関係は、β３＋β５＝β４＋β６＝β７＋β９＝β８＋β１０＝β１１＋β１３＝β１２＋β１４＝β１５＋β２＝β１６＋＋β１＝１８０°である。

図４及び図５に記載の折畳み可能セクションは、この一般的な幾何学構造の特殊なケースとして考えることができる。図６の一般的な構造も、切断ポリラインが、セットになっている三角形状部分の外側ループ状（ロール状態にある）縁部と一致し重なる場合は、図７の規則に従うものの特殊なケースとして考えることができる。それと反対にも同様に、図７の構造も、４つの三角形状部分から構成される折畳み可能セクションの変形／トリミングしたものの組み合わせとして考えることができる。

図２及び図３に示すシンプルな折畳み可能セクションは、ミラーリングによって、図８のような折畳み可能構造を形成できる。図４及び図５に示すこれらの切断変形例にも有効である。これを図９及び図１０に明示する。

三角形状部分、三角形状部分と四角形状部分との混合、又は四角形状部分のみから構成される、折畳み可能な非対称的な管状セクションも、その縦軸線に垂直な平面でトリミングしてミラーリングすることによって、変形させることができる。平面は、折畳み可能セクションにおける４つ全ての内縁部／蝶番と交差しなければならない。

４つの多角形状部分から構成される折畳み可能セクションは、円筒状のもののみならず円錐状のものも可能である。

シンプル且つ対称的なものを図１１に示す。これは、２対の二等辺三角形状部分から構成され、図２に示す円筒状折畳み可能部と同様である。主な違いは、一方の対１６９及び１７０において４５°の角度が減少し、他方の対である三角形状部分１６７及び１６８においてそれぞれ同じ角度だけ増加する点である。角度α２５＝４５°＋■１であり、角度α２６＝４５°‐■１である。これは、菱形状に折り畳まれる。この種類の折畳み可能セクションは、三角形状部分１７３及び１７４が１６７及び１６８と同様であり、三角形状部分１７１及び１７２が１６９及び１７０と同様である、それ自体の縮小したものと組み合わせることができる。これらの種類の折畳み可能パターンは、以下に記載の、次の種類の折畳み可能セクションとも組み合わせることができる。

図１２に示す、シンプルな折畳み可能円錐状セクションは、図３に示す円筒状のものと同様である。主な違いは、９０°の角度が、第１セクションにおける対１７５及び１７６と、第２セクションにおける対１７９及び１８０とにおいて増加し、第１セクションにおける対１７７及び１７８と、第２セクションにおける対１８１及び１８２とにおいてそれぞれ同じ角度だけ減少する点である。角度α２７＝９０°＋■２であり、角度α２８＝９０°‐■２である。こうしたセクションは平行四辺形に折り畳まれる。セクション内の４つの三角形状部分の頂点の全てが、ロール状にない時に同心円弧１８３、１８４及び１８５上にあり、これらの中心は、ロール状にない円錐状面の頂点である。

図１１及び図１２に示す円錐状構造における４つの三角形状部分を、ロール状態でループ状になっている状態で、外縁部に平行な線分から構成されるポリライン１８６，１９２でトリミングすることによって、折畳み可能構造を組み立てることができる（図１３及び図１４）。ポリライン線分の終点は、同じセット（内縁部／蝶番）からの、２つの対応する三角形状セクションに共通の縁部／蝶番１８７，１８８，１８９，１９０，１９１及び１９３，１９４，１９５，１９６，１９７上になければならない。円筒状の均等物と同様に、図１２におけるトリミングされたセクションは、それ自体のトリミングしたものや縮小したもの及び図１１のものと組み合わせることはできないが、図７に記載の、対向するセクター角度の合計が１８０°に等しい、４つの縁部に伴う頂点から構成されるパターンの、折畳み可能性の規則を満たす構造と組み合わせることができる。

４つの台形状部分から構成されるセクションも、三角形状部分が、２つの異なるポリライン１９８，１９９によって切断される場合に可能である（図１５）。

４つの三角形状部分から構成される、より一般的な折畳み可能円錐状構造を組み立てることができる（図１６）。これらは円筒状のもの（図６）と同様である。主な違いは、ロール位置において一致する縁部／蝶番２００及び２０１並びに２０２及び２０３が、ロール状にない位置では平行でない点である。これらは、ロール状にない円錐状面の頂点の周りを、互いに対して回転する。これらの終点は、この場合も中心が頂点である同心円弧２０４，２０５，２０６上にある。角度間の依存関係は、同じ規則に従う。太い連続線で示す初期のセクションについては、α３０＝α３２＋α３９、α３４＝α３１＋α３５、α３６＝α３３＋α３８、α４０＝α３７＋α２９であり、組み合わせられる４つの三角形状部分の適切な折畳み可能セットについては、α４１＝α４４＋α５２、α４５＝α４３＋α４８、α４７＝α４６＋α５０、α５１＝α４２＋α４９である。折畳み位置で重なる縁部は、等しい長さを有する。図１１及び図１２の構造は、この一般的な構造の特殊なケースとして考えることができる。

図７に示す円筒状のものと同様の、四角形状部分、又は四角形状部分と三角形状部分との混合から構成される折畳み可能円錐状セクションの、より一般的な構造及び組み合わせも可能である（図１７）。これらは、同じ工程に従って組み立てることができる。そして、図１６の規則に従う、４つの三角形状部分から構成される初期の折畳み可能セクションは、１本又は２本の非交差ポリラインで切断される。ポリラインのセクションの終点は、セット内の内縁部／蝶番２０７，２０８，２０９，２１０，２１１上になければならない。これらは、三角形状部分を切断しないまま、２つの縁部の交差点と一致してもよい。ポリライン全体の２つの終点は、ロール状にない円錐状面の、頂点が中心である円弧上になければならない。初期のポリラインのセクションの終点を用いることで、４つの押潰し可能三角形状部分の新たなセットを組み立てることができるが、新たなセットの内縁部／蝶番２１６，２１７，２１８，２１９，２２０が、初期のポリラインの終点を通過しなければならず、この場合でも、対向するセクター角度の合計が１８０°に等しい、４つの縁部に伴う頂点から構成されるパターンの、折畳み可能性の一般的な規則を用いることができる。この場合、等式は、β１７＋β３２＝β１８＋β３１＝β１９＋β２１＝β２０＋β２２＝β２３＋β２５＝β２４＋β２６＝β２７＋β２９＝β２８＋β３０＝１８０°である。

図１３、図１４及び図１５の折畳み可能セクションは、この一般的な構造の特殊なケースとして考えることができる。

図１６の一般的な構造も、切断ポリラインが、特定のセットにおける三角形状部分の外側ループ状（ロール状態にある）縁部２１２，２１３，２１４，２１５及び２２１，２２２，２２３，２２４と一致し重なる場合は、図１７のものの特殊なケースとして考えることができる。それと反対にも同様に、図１７の構造も、４つの三角形状部分から構成される折畳み可能円錐状セクションの変形／トリミングしたものの組み合わせとして考えることができる。また、円筒状折畳み可能セクションは、それらの、頂点が無限遠にある円錐状変形例の、特殊なケースとして考えることができる。これにより、上記の全ての円錐状及び円筒状のセクションを、図１７に示す構造の特殊なケース、又は図１６に示すものの変形例として考えることができる。

一般的な円筒状及び円錐状のセクションのミラーリングしたものも、折畳み可能である。

テッセレーションを反対方向に巻くことでも、ミラーリングしたものが得られるだろう。

上記の円筒状又は円錐状の折畳み可能セクション及びそれらの組み合わせの全てについて、ロール状にないものからロール状のものを組み立てる、及びその反対を行う実用的な手法は、線の展開図を描き、線と縁部／蝶番との間の対応する交差点を見つけることである（図１８）。非ロール状態の直線が、ロール状態及びその反対でも同様に、測地線として現れる。

異なる面を有する２つのセクションが組み合わせられる場合、対応する縁部の形状を修正しなければならない。新たな共通の縁部／蝶番が山折り２２５の場合、２つの面は等しく延長しなければならい。一方、谷折り２２６の場合、２つの面は等しく縮小されなければならない（図１９）。

上述した全ての円筒状又は円錐状の折畳み可能セクションは、折畳み可能セクションにおけるその４つの内縁部／蝶番の全て２３０，２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３８，２３９，２４０，２４１と交差する、自由平面２２７，２２８，２２９，２３６，２３７によってトリミング及びミラーリングでき、新たな折畳み可能構造を提供する（図２０及び図２１）。平面は、例に示すように、対称的な平面の１つのみに対して傾斜してもよいし、内縁部／蝶番の全てと交差するランダムな平面であってもよい。必要に応じて、面２４２が、まず２４３のように延長してから、トリミング及びミラーリングしてもよい（図２２）。切断平面は、内縁部／蝶番２４４，２４５の終点を通過してもよい。

幾つかの種類の閉鎖折畳み可能部を、上記の円筒状及び円錐状のセクション並びにその変形例と組み合わせることができる。

丸くシンプルなセクションを図２３に示す。これは、軸線２４７がロール状直角三角形状部分の斜辺の中点を通過する、縦方向に二分された同一の筒状面２４６を含む、図２又は図３のセクションの交差点として組み立てることができる。また、図２３の上部の図面に示すような、折畳み位置で重なる、等しい長さを有する対の線２４８及び２５２、２４９及び２５３、２５０及び２５４、２５１及び２５５の平行な展開図を描くことで組み立てることもできる。

ある程度の近似によって、対の線を用いる方法を、円錐状面用の閉鎖折畳み可能セクションを組み立てるのに用いることができる（図２４及び図２５）。

管状面用の、より非対称的な閉鎖部も組み立てることができる（図２６）。

この場合、閉鎖面上にある線分の長さが、ループ状になっている管状面上にある対応する線分又はそれに近い近似値に等しい。また、閉鎖している管状面の断面が対称的でない場合、この種類の閉鎖セクションも、図２６の例よりも対称的になるだろう。

上述の折畳み可能閉鎖部は、トリミングして、トリミングされた円筒状及び円錐状のセクション（図２７、図２８、図２９）と組み合わせることができる。一般的な規則では、組み合わせられた２つのセクションの対応する外縁部が、折畳み位置及び非折畳み位置において、等しい長さ及び同じ形状をもたなければならない。

平坦な矩形状閉鎖セクションも可能である（図３０、図３１、図３２）。図３１及び図３２における角度の均等性が、α５３及びα５４によって示される。示される例は、角度依存関係を維持した正方形の平坦な閉鎖面であり、非正方形の矩形状部を組み立てることができる。

平坦な閉鎖セクションのトリミングした変形例も可能である（図３３、図３４、図３５）。図３４及び図３５における角度の均等性が、α５５及びα５６によって示される。

平坦なセクションも、滑らかにするために角を丸めてもよい（図３６、図３７、図３８、図３９、図４０、図４１）。

円筒状及び円錐状のセクション用の、鋭利な折畳み可能閉鎖セクションを組み立てることができる（図４２及び図４３）。これらは、同じ円筒状又は円錐状のループ状の面２５６，２５７を連続させるように、丸い／湾曲閉鎖セクションの組み立てに用いることができるのと同じ、対の補助線を用いて構築できる。

上記の、円筒状面用の全ての閉鎖セクションを、図４４のように、折畳み可能構造においてミラーリングできる。

円筒状及び円錐状の閉鎖ユニットも、図４５、図４６、図４７のように、平面で切断及びミラーリングできる。これらの平面は、対称的な平面に対して垂直であってもよいし、傾斜してもよい。

平坦な閉鎖セクションは、図４８のように、閉鎖面の平坦部２５８と一致する平面によってミラーリングできる。平坦な面／部分は、必要に応じて、図４９のように、完全に又は部分的に取り除くことができる。これらは、図５０のように、平坦な閉鎖セクションの種類に応じて、円筒状又は円錐状の管状面と組み合わせることができる。

異なる閉鎖セクション又はそれらのトリミングした変形例が組み合わせられて、図５１のような折畳み可能構造を形成できる。この場合でも、一般的な規則では、組み合わせられた２つのセクションの対応する外縁部が、折畳み位置及び非折畳み位置において、等しい長さ及び形状をもたなければならない。

丸い形状や鋭利な円筒状及び円錐状の閉鎖セクション、並びにそれらの切断変形例を、図５２及び図５３のように、それらの対応する円筒状及び円錐状の管状セクションと統合することができる。

２つ以上の折畳み可能セクションの組み合わせは、部分的又は完全に面／部分を取り除くこと、又は全体構造を不安定にすることなく且つ折畳みプロセスに干渉することなく面／部分を延長させることによって変形できる（図５４）。こうした面／部分は、管状セクション及び閉鎖セクションの両方の一部となりうる。

全ての対称的な管状セクション及び閉鎖セクションの形状並びにそれらの対称的な組み合わせを、図５５に示すように拡張できる。これらが対称的な２つの平面を有する場合、両方向に拡張することができる。

管状セクション及び閉鎖セクションの両方が、図５６に示すように、シンプルな種類の管状折畳み可能部と組み合わせることによって、構造を形成することができる。

図５６のシンプルな折畳み可能セクションは、図４２及び図４３に示す鋭利な円筒状及び円錐状の折畳み可能閉鎖セクションと組み合わせられることで、２つ以上の管状構造の間に折畳み可能結合部を形成することができる（図５７）。管内部の空間を接続するために、鋭利なセクションの閉鎖面／部分は、完全に又は部分的に取り除くことができ、シンプルなセクションの面における対応する部分も、完全に又は部分的に取り除くことができる。

円筒状及び／又は円錐状の管状セクションの組み合わせから構成される構造は、図５８、図５９及び図６１に示すように、外縁部２５９，２６０，２６１，２６２，２６３を平坦にすることによって変形できる。

端部のセクション／モジュールが切断される場合、図６０及び図６１に示すように、更なる面／部分２６４，２６５によって、完全又は部分的に閉鎖することができる。

材料が十分な柔軟性をもつ場合は、折畳みセクションのシェルがより厚くてもよい（図６２及び図６３）。

硬質な材料の使用は、図６４のように、厚い小セクションがシェルの折れ曲がりを邪魔しないように配向される場合は、２つの管状セクションの組み合わせにおいても可能である。硬質シェルに折れ曲がる機能を提供するために、厚い小セクション又は現存の蝶番パターンの更なる横方向の分割を用いてもよい。

円筒状及び円錐状の押潰し可能セクションから構成される構造は、部分的折畳み状態で機能することができ（図６５）、対称的又は非対称的な解決策のいずれかが得られる。これにより、使用される有体物を作る上での選択肢を与えることで、この有体物に双方向性を提供することもできる。

折り曲げ縁部／蝶番に可能な形状の例を図６６に示す。これらは、縁部を面材料よりも柔軟にするか、面材料よりも硬くするが交差点の領域においては十分に柔軟であるようにすることによって、実現できる。柔軟性は、通常、材料の縁部／蝶番に沿った厚さを削減すること、又は縁部／蝶番を突出させるか窪ませることによって、実現できる。

縁部／蝶番は、面と同じ材料から作られてもよいし、違うものから作られてもよい。縁部／蝶番に使用される材料が十分な弾性を有し、面に使用される材料によって十分な柔軟性が得られる場合、開示の、折畳み可能セクションの組み合わせから構成される構造は、どちらがその要素／部分の自然な状態かに応じて、自力で展開可能、又は自力で折り畳まれるようにすることもできる。

縁部／蝶番は、ブリッジが面要素を接続したまま、セクションにおいて連続的であってもよいし、途切れてもよい。縁部／蝶番の柔軟性も、それらに沿って全体の連続性を作ることで実現できる。幾つかの縁部は、適切な場合には、完全に切断されて開口部として機能することもできる。

蝶番として機能しない縁部又はそのセクションの形状は、実現された変形例が折畳みプロセスに対して不必要に干渉をしない場合には、変形できる。面要素及び縁部／蝶番にも、開口部を配置することができる。

面要素／部分の形状は、例えば、折畳み位置において、容器を完全に空にする必要がある場合に、折畳み位置にある他の要素の形状に従うように、変形できる（図６７及び図６８）。

折畳み可能セクションの組み合わせから構成される有体物は、１つの材料、又は異なるセクション若しくはその一部に対する複数の材料から作ることができる。

セクション又はそれらの一部に対して使用可能な材料の選択肢の例には、プラスティック（ポリマー）、ゴム及びシリコーン（エラストマー）、紙、段ボール、革、布、発泡材料、金属、及び他の任意の適切な種類の材料がある。成形、鋳造、熱成形、真空成型、ロールシート材料、溶接、接着、縫製及び任意の他の適切な方法といった、幅広い範囲の製造技術を用いることができる。

非折畳み状態、折畳み状態、及び部分的折畳み又は半折畳み状態に製造することができる。

折畳み可能セクションを構成する部分の初期の形状が平坦又は平坦に近い場合、全体構造をセクションごとに徐々に折り畳むのを助けることができる。その部分の初期の形状が丸い／湾曲している場合、折畳み又は半折畳み構造が自力で展開可能なものとして機能しやすくなるだろう。有体物は、１つの部品として製造されてもよいし、様々な部品のアセンブリとして製造されてもよい。

折畳み可能構造は、複数回使用されるように設計された有体物だけでなく、１回限りの使用のために設計された有体物にも用いることができ、廃棄、収納及び運搬をより効果的にしたり、再利用可能にしたりもする。

上記の、折畳み可能セクションの組み合わせから構成される構造は、完全な押潰し可能有体物だけではなく、有体物の部品や一部にも用いることができる。他の適切な折畳みパターンとも組み合わせることができる。

円筒状及び円錐状のセクション／モジュールの断面は、対称的な湾曲である必要はない。これらは、非対称的であってもいし、セクションの内縁部／蝶番と折れ曲がりが一致するならば急な折れ曲がりを有してもよい。また、これらは、真っ直ぐなセクションを有してもよい。主に、特定のセクションに対して適切な円周を有することが求められる。これらの形状は、セクションに求められる長さが大きく変化しない場合、管状構造に沿って変動してもよく、その結果、面が展開可能となるか、又は展開可能な面に十分に近似する。

面要素／部分は、完全に展開可能な面の一部である必要はない。これらは、特に、より滑らかな形状が求められるが最大限の縮小は求められない場合に二重曲率をもつために、変形できる。また、これらは、必要に応じて、更なる追加の縁部／蝶番によって分割することもできる。

製品に求められる性質に応じて、面要素及び縁部／蝶番の形状の近似も容認可能である。

上記の折畳み可能セクションの組み合わせを備える押潰し可能容器の幾つかの例を、図６９〜図７８に示す。折畳み可能パイプ構造の例を、図７９及び図８０に示す。

代替の適用も可能である。上記のセクションを備える折畳み可能構造は、ポンプ、シリンジ、及びクッキープレスとして使用できる。これらが相互作用的であり、折畳み状態及び部分的折畳み状態で様々な形状を提供できるという事実によって、玩具及びモジュール構造のゲームに適したものにしている。パイプ及び容器用の折畳み可能カバー又は絶縁体も、代替の適用となりうる。他の適用には、梱包材、じょうご、ストロー、埃・粉末噴出容器、空気注入可能構造、袋、衣類、ランプシェード、折畳み式家具及びシェルター構造、並びにそれらの部品がありうる。様々な適用を、作業を一体化させる１つの有体物において組み合わせることもできる。閉鎖した、折り畳まれていない有体物に、流体又は粉末状の物質が充填されて、折畳みプロセスを阻止するようになっている場合、硬質且つ固形の材料から作られた有体物の性質も、ハンドル、スティック、麺棒及び他の適切な製品に適したものとしてありうる。

上記の折畳み可能管状構造は、空気力学の分野における装置及び機械、又はそれらの部品としても機能でき、圧力及び応力の削減や、拡張可能機構、任意の他の適切な適用を目的とすることもできる。

図６６から分かるように、上記の折畳み可能な円筒状及び／又は円錐状の部分を含む押潰し可能有体物は、その面の均一な厚さによっても実現できる。これは、縁部／蝶番を突出させるか窪ませることで行うことができる。こうした場合、有体物は、通常、折畳まれる間に谷折り目を形成する縁部を押す必要なく、軸方向の圧力のみを加えて押し潰すことができる。幾つかの例を図８１、図８２及び図８３に示す。凸形状及び凹形状の両方を、折畳みの間の谷折り目又は山折り目のいずれかに用いることができる。必要に応じて、縁部／蝶番間の部分の面は、それらの強度を上げるために波形を有してもよい。図８４の例は、全体構造の軸線に平行な波形を示すが、必要に応じ、有体物の所望の性能に応じて、他の方向又は複数の方向に配向されてもよい。

こうした折畳み可能な一定の厚さ構造は、ブロー成形、回転成形、又は他の任意の適切な技術によって製造される製品にとても適している。容易に折畳み可能にできるという事実が、使い捨ての容器や梱包材にとても適しており、使用者に対して、例えば、廃棄の前に潰して大きく体積を削減させることで、廃棄物の管理を最適化させるよう促す。これらは、再利用可能な物にも用いることができる。

Claims (20)

1. 折畳み可能に相互接続した複数の折畳み可能セクションであって、前記セクションの少なくとも１つがループ状であり、折り畳み状態において多角形の形状となる４つの湾曲した部分からなる、折畳み可能セクションと、
   前記セクションと前記部分とを接続する折畳み可能縁部とを備える、押潰し可能有体物。
2. 前記セクションの少なくとももう１つがループ状であり、折り畳み状態において多角形の形状となる４つの湾曲した部分からなる、請求項１に記載の有体物。
3. 前記部分の少なくとも２つが三角形の形状である、請求項１に記載の有体物。
4. 前記部分が三角形の形状である、請求項１に記載の有体物。
5. 前記部分の少なくとも２つが四角形の形状である、請求項１に記載の有体物。
6. 前記部分が四角形の形状である、請求項１に記載の有体物。
7. 前記部分の少なくとも２つが台形の形状である、請求項１に記載の有体物。
8. 前記部分の少なくとも２つが二等辺三角形の形状である、請求項１に記載の有体物。
9. ３つの湾曲した部分からなる前記セクションの少なくとも１つが、前記有体物を完全又は部分的に閉鎖する、請求項１に記載の有体物。
10. ５つの部分からなる前記セクションの少なくとも１つが、前記有体物を完全又は部分的に閉鎖する、請求項１に記載の有体物。
11. 前記折畳み可能縁部が、厚さの削減によって形成される、請求項１に記載の有体物。
12. 前記折畳み可能縁部が、突出した又は窪んだ形状である、請求項１に記載の有体物。
13. 折畳み可能有体物を製造する方法であって、
    非ロール状態にある前記折畳み可能有体物の本体を提供する工程であって、前記本体が、折畳み可能に相互接続した複数の折畳み可能セクションを備え、前記セクションの少なくとも１つが多角形の形状の４つの部分からなる、工程と、
    前記本体を、前記セクションがループ状になる方向に巻く工程と、
    前記本体の端部を互いに接続する工程とを含む、方法。
14. 閉鎖要素を提供する工程と、
    前記閉鎖要素を前記本体に取り付ける工程とを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 第１閉鎖要素を提供する工程と、
    前記第１閉鎖要素を前記本体に取り付ける工程と、
    第２閉鎖要素を提供する工程と、
    前記第２閉鎖要素を前記本体に取り付ける工程とを更に含む、請求項１３に記載の方法。
16. 折畳み可能有体物を製造する方法であって、
    前記折畳み可能有体物用の型を提供する工程であって、前記有体物が、折畳み可能に相互接続した複数の折畳み可能セクションを備え、前記セクションの少なくとも１つがループ状であり、多角形の形状の４つの湾曲した部分からなる、工程と、
    前記折畳み可能有体物を成形する工程とを含む、方法。
17. 前記型が成形用に形成され、前記有体物を部分的折り畳み状態に形成する、請求項１６に記載の方法。
18. 前記型が、前記有体物を非折畳み状態に成形するように形成される、請求項１６に記載の方法。
19. 前記型が射出成形プロセス用に形成される、請求項１６に記載の方法。
20. 前記型がブロー成形プロセス用に形成される、請求項１６に記載の方法。

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