JPH02301426A - 格子状折り板構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 薄板を折るだけで格子状の構造を与える考案である。サ
ンドイッチ構造のコアなど、構造用立体となる。

（従来の技術） サンドイッチ構造としては、ハニカムコアの構造や、段
ポールシートなどがある。

（発明が解決しようとする問題点） ハニカムサンドイッチ構造は重量当りの強度は非常に高
いが、製造工程は複雑である。一方段ボールシートの中
芯（コア）は平板を折るだけで形成できるが強度が弱い
。

（問題点を解決するための手段） 平板から折りのみで作るという段ポールの単純さにて、
ハニカムコアのような丈夫な格子構造が出来上がる折り
方を与える。

平板にそのような折りを与える折り線の代表例を第１図
に示す。折り線は屈曲線群（太線）およびそれに交差す
る平行直線群（細１ｍ）とから成る。実線は出折り（折
り負負）破線は谷折り（折り負正）である。折り角の定
義は第４図に示す。

屈曲線は実線のものと破線のものとがある。これらと交
差する直線は、実線部と破線部が交互に連続して一本の
直線をなしている。直線群は屈曲線とその屈曲点にて交
差する。

屈曲線は第１、第７、第９、第１１図のように周期性を
持つものを標準的な案とする。

折り方は、最初に刻印なりによってわずかな折りを与え
ておくだけで、その後は周辺から単純に圧をかけるだけ
で自動的に折りが進行する。＊造の幾何学的作用で折り
角は素材全面にわたって連動するからである。

折り上がったものは、それ自体で既にかなりの剛性をも
っている。これは屈曲線の傾斜に次の一条件を与えるこ
とに起因する。ここで屈曲線の傾きの絶対値は交差して
いる直線との交角で定義される。ただし、これが９０度
を越えるときは、１８０度とこれとの差としておく。傾
斜の絶対値が二種以上あるという条件を置く。これが下
記作用の主なものを生む。

（作用） Ｏ平板の折りのみで、第５、第６、第８、第１０、第１
３、第１４、第１５図のようなコア例ができ上がる。二
次元の格子状であるから、段ボール中芯の一次元の波板
にくらべ強度は圧倒的に高く異方性も少ない。

○第１、第７図の型のものから折ったものは、太い折り
線（屈曲折り線）が木に同一平面内にある。

○第１１図のタイプからのものは、独立峰群の頂面が常
に一つの平面内にある。

○諸部寸法や比率などのパラメーターにより、折り上が
るコアは多様である。第１Ｏ図のような油柱面状コアの
設計も容易である。

Ｏ張り板なしのコアだけでも既に剛性をもつ。折りの角
度に限界が生じるためである。

複数の屈曲線傾斜は折り角の進行に不平等をもたらし、
一群の折り線では先に重なって（折り角±１８０度）し
まう。この瞬間他の折り線群ではまだ重なりに達してい
ないにもかかわらず、素材全面に渡って折り角の進行が
停止してしまう。即ち、一つの剛性の発生である。三次
元的な応力伝達、分散の機構を持たせることがそもそも
サンドイッチ構造の高強度の理由であるが、本案ではコ
アのみの段階で、既にこの作用の一部が生じている。ハ
ニカム構造にはこれはなく、コアのみではぺちゃんこに
畳まれてしまい、張り板がないと形を保てない。畳まれ
ることを利用して裁断がなされる利点はあるが、張り板
接着のとき整形の工程が必要となる。

Ｏこの裁断に相当する工程が不要であることも本案の特
長の一つである。平板素材は最後まで一枚の連続体のま
まである。このことも強度に寄与する。

０重なりが生じて、折り角の限界に達するが重なり部に
接着を施せば剛性は更に大きくなる。また折りが限界角
に達せずども限界に近づけるのみで、材の厚みが完全に
ゼロでないことに起因した折り目のこわばりにより剛性
を帯びてくる作用もあるので必ずしも限界まで折らずと
もよい。

Ｏ本案は一枚の薄板から成るので空間を二分する。

二つの空間は狭い場所で広い面積にて接している。

（実施例１） 第１図折り線の折りを深めていくと第２図を経て１１３
図に至る。これは第５、第６図のコアとなる。

第１〜３図内の右側面図は、折り角の進行とともに構造
的な厚みが生成されていく様子を示す。

平板を張り付けると高強度のサンドイッチ構造のボード
を得る。

（実施例２） 第３図または第６図は正方格子状であるが、横方向の辺
を大きくとると、局所的には波板となる。即ち、いくつ
かの倒れ防止のひだを持つ段ボール中芯とみれる。格子
の一つおきに辺を延長するなどにより更に多くのタイプ
を得る。

（実施例３） 第７図を折ると第８図のような形のものとなる。

屈曲点を増すことで曲線形状も自在である。

（実施例４） 、　第１１図のタイプの折り線は、第１３、第１４．１
５図の型のコアを与える。図かられかるように独立峰群
を持っている。積層に際しては独立峰群の頂面にて面的
接着可能の利点もある。

（実施例５） 第１１図のタイプは、第１２図の側面図でわかるように
、平板ではなく、波板を張り付けることが可能である。

しかも波の方向はコアの表裏で互いに垂直方向にもでき
る。このものは平板張り板のサンドイッチ構造よりも更
に強い。

（実施例６） 上記コア類を複数枚積層すると、大幅に弾性変形可能な
立体構造物も得る。

平板を挟んで積層すれば高剛性な立体構造物となる。

（実施例７） 第９図のように、山折り谷折りの両局曲線に差があると
、第１０図のような油柱面状のコアとなる。

（発明の効果） Ｏハニカムサンドインチ構造に匹敵する高強度コアが単
純な折り紙の工程だけでできる。サンドイッチ構造の軽
量性、剛性、断熱性などはすでに知られている。

Ｏ二つの空間がたとえば第１３図の型の膜にて、狭い場
所で１元の平板素材と同じ面積にて接している。

これはフィルター、熱交換、分子交換等に好適である。

○コアを積層して成る立体構造物については、折り線の
間隔、屈曲点の周期のとりかたで多様な可能性を生む。

軽量構造に必要な低比重を与えるばかりではない。格子
スケールを微小にとれば新素材の幅を広げる。分子レベ
ルで新しい格子構造即ち新物質を探すのにくらべて化学
的な制約を受けない。例えば実施例６のものは特異な異
方性を持つ弾性体を与える。また積層の次第により、い
わゆる傾斜機能も付与できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、平板上の折り線の例である。 第２図は、第１図のものの折りが中程度に進行したもの
である。 第３図は、第２図の折りが限界にまで至ったものである
。 第４図は、折り線に垂直な断面図である。実線は素材薄
板、破線は折られる前である。 １は折り角、２は折り線位置、３は素材表面、４は素材
裏面。 第５図は、第２図相当のコア例である。 第６図は、１３図相当のコア例である。 第７図は、折り線の第２例である。 第８図は、第７図を折ったものである。 第９図は、山折り谷折りの両屈曲折り線に差のあるタイ
プの折９線例である。 第１０図は、′！ｓ９図を限界まで折ってできる油柱面
状コアの例である。 第１１図は、折り線の第４例である。 第１２図は、第１１図を折ったものである。一部に垂直
面が現れるまで折り進んだ例である。 第１３図は、第１２図相当のコア例である。 第１４図は、第１３図と同タイプであるが、垂直面が現
れると同時に限界角に達するように各部の寸法が定めら
れたコア例である。 第１５図は、第１４図と同様のコア例である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶対値の異なる二つ以上の傾きを持った屈曲線群お
   よびその屈曲点にて交差する平行直線群とを折り線とし
   て平板を折って成る構造。 ２、特許請求の範囲第１項の構造に平板や波板を張りつ
   けてなる構造体。 ３、特許請求の範囲第１、第２項の構造を積層してなる
   構造体。