KR101497908B1 - 3차원적 지지 구조물 - Google Patents

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KR101497908B1
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그레고리 더블유. 게일
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테스셀레이티드 그룹, 엘엘씨
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Abstract

반복되는 셀의 패턴으로 접혀지는 단일 시트 재료를 포함하는 3-차원적 지지 구조물이 제공된다. 상기 각각의 셀이 제 1 및 제 2 의 이격된 단부벽들 그리고 상기 단부벽들 사이에 걸쳐진 제 1 및 제 2 의 경사형 측벽에 의해서 형성된다. 상기 각 단부벽은 두 개의 재료 플라이를 포함하는 한편, 상기 각 측벽은 하나의 재료 플라이를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 측벽은 접혀진 엣지에서 접합된다. 반복되는 패턴으로부터의 하나의 셀의 제 1 단부벽이 반복되는 패턴의 인접 셀의 제 2 단부벽과 접하여 재료의 4-플라이 벽을 형성하도록 상기 셀들이 정렬된다. 제 1 라이너가 접혀진 재료의 제 1 측부에 부착될 수 있고 그리고 제 2 라이너가 접혀진 재료의 제 2 측부에 부착될 수 있다.

Description

3차원적 지지 구조물{THREE DIMENSIONAL SUPPORT STRUCTURE}
본 발명은 구조물 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 3-차원적 지지 구조물에 관한 것이다.
여러 가지 샌드위치-타입의 구조물들이 제품의 부품(components)으로서 다양한 산업에서 이용되고 있다. 이러한 구조물들은 강도, 강성도(rigidity), 중량, 및 내구성에서 많은 단점을 가진다.
예를 들어, 오늘날, 패키징(packaging)에서 이용되는 구조물들은 통상적으로 주름형(corrugated) 보드를 이용하여 예를 들어 주름형 박스를 형성한다. 주름형 보드는 플룻형 내측-매체(fluited inner-medium)에 부착된 하나 이상의 라이너 시트로 이루어진 샌드위치이다. 라이너 및 플룻 구성의 조합을 이용하여 여러 가지 주름형 보드를 생성한다. 라이너 및 매체를 형성하기 위해서 이용되는 물질의 중량을 조절하여 원하는 파열(bursting) 강도 및 적층 강도를 달성할 수 있을 것이다. 그러나, 주름형 보드는 많은 단점들을 가지고 있다. 예를 들어, 주름형 보드는 단지 하나의 축선(y-축선)을 따른 하중 지지 능력을 가진다. 또한, 구조적 안전성을 유지하면서 주름형 구조물의 폭을 넓히기 위해서는, 다수-벽의 주름형 보드 포맷이 종종 이용된다. 통상적으로, 필요한 폭에 따라서 하나, 둘, 또는 3개 벽 포맷의 주름형 보드가 이용된다. 플룻에 부착된 부착형 라이너의 박리(delamination) 역시 문제가 된다. 즉, 플룻은 플룻과 라이너 사이의 접착제의 불균일한 도포를 초래하는 유동적인(flexible) 접촉 지점들을 포함한다. 유사하게, 불균일한 도포 및 유동적인 접촉 지점들은 잉크 인쇄를 위한 표면들을 불균일하게 만들 수 있을 것이다.
또한, 주름형 보드는 제조 중에 왜곡(warping)되기 쉬우며, 이는 산업계에서 큰 문제가 된다. 또한, 현존하는 기계류(주름장치 등)의 제한 및 주름형 보드의 기계적인 기능으로 인해서, 좁은 범위의 보드 타입 만이 허용되고 있다. 주름형 보드의 또 다른 단점은, 곡선형 플룻을 형성하기 위해서 준비작업 중에 스팀을 도포하여야 한다는 것이다. 스팀의 이용은 물의 소비 뿐만 아니라 주름장치 시스템 내에서 폐수를 처리하여야 한다는 것을 포함한다. "스팀 처리된" 주름형 보드의 건조 역시 요구된다. 스팀 처리된 매체 종이의 건조는 플룻 프로파일을 제공하는 포밍 롤(foring rolls) 내에서 이루어진다. 이러한 롤들은 종종 약 700℉ 까지 가열되고, 불가피하게 플룻 형상을 매체내로 압인/아이러닝(pressing/ironing)하게 된다. 결과적으로, 내구성이 뛰어나지 않은 제품의 제조 준비중에 추가적인 에너지, 시간, 및 비용이 초래된다.
다양한 3-차원적 금속 및 플라스틱, 그리고 기타 복합 물질의 구조물 역시 존재하고 있다. 예를 들어, 동체(fuselage), 날개, 벌크헤드, 바닥 패널, 건축용 패널, 냉각장치, 천장 타일, 수송용(intermodal) 컨테이너, 및 내진 벽(seismic walls)과 같은 구조물들이 주름형 금속 또는 플라스틱 샌드위치 구조물 또는 벌집 형 제품에 의해서 주로 형성된다. 불행하게도, 그러한 구조물들은 구조물과 관련하여 상당한 중량 및 질량을 가지며, 통상적으로는 용접 또는 납땜, 또는 조립을 위한 다른 접착을 필요로 하는 다수-피스 코어(multi-piece core)를 포함한다. 또한, 현재의 금속 및 플라스틱 구조물은 종종 x-축선을 따라 휘어지거나 곡선형이 되며, 이는 강성 구조물의 형성을 곤란하게 만든다. 이들 구조물들 역시 안티클래스틱 곡면(anticlastic curvature; 중심의 수직축을 따라서 오목한 형태의 반대방향으로 둥글게 휘어지는 것)을 생성하기 쉽다. 결과적으로, 이들 대부분의 구조물들은 비용이 많이 소요되고, 많은 수의 부품을 포함하며, 충분한 강성을 가지지 못하고, 종종 너무 무겁다.
이상의 내용을 살펴보면, 전술한 단점들을 극복할 수 있는 3-차원적 지지 구조물이 요구되고 있다 할 것이다.
개선된 3-차원적 지지 구조물이 제공되며, 그러한 지지 구조물은 반복되는 셀의 패턴(repeating pattern of cells)으로 접혀지는 하나의 재료 시트를 포함한다. 각각의 셀은 제 1 및 제 2 의 이격된 단부벽들 그리고 상기 단부벽들 사이에 걸쳐진 제 1 및 제 2 의 경사형(sloped) 측벽에 의해서 형성된다. 각 단부벽은 두 개의 재료 플라이(plies of material)를 포함하는 한편, 각 측벽은 하나의 재료 플라이를 포함한다. 제 1 및 제 2 측벽이 접혀진 엣지(folded edge)에서 접합(adjoin)된다. 반복되는 패턴으로부터의 하나의 셀의 제 1 단부벽이 반복하는 패턴의 인접 셀의 제 2 단부벽과 접하여 재료의 4-플라이 벽을 형성하도록, 셀들이 정렬된다. 제 1 라이너가 접혀진 재료의 제 1 측부(side)에 부착될 수 있고 그리고 제 2 라이너가 접혀진 재료의 제 2 측부에 부착될 수 있다.
첨부 도면들 및 특허청구범위와 함께 이하의 상세한 설명을 참조하면, 본 발명의 다른 측면들, 특징들, 및 상세 사항들을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
이하에서는, 예로서, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 구조물을 포함하는 구조물을 일부 절개하여 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 단면도로서, 도 1의 구조물의 부분 절개된 단면을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 선 3-3를 따라 취한 단면도로서, 도 1의 구조물의 부분 절개된 단면을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 선 4-4를 따라 취한 도면으로서, 도 1의 구조물에 통합된 구조물을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 선 5-5를 따라 취한 도면으로서, 도 1의 구조물에 통합된 구조물을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4의 구조물을 형성하기 위해서 주름 잡혀진 재료의 접혀지지 않은 시트를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 4 및 도 5의 구조물을 형성하기 위해서 부분적으로 접혀진 도 6의 재료 시트를 도시한 사시도이다.
도 8은 부분적으로 접혀진 상태에서 도 6의 재료 시트의 일부를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 4의 점선 영역 9-9에 의해서 도시된 도 4의 구조물의 일부분을 형성하기 위해서 완전히 접혀진 상태에서 도 6의 재료 시트의 일부를 도시한 사시도이다.
본 발명은 3-차원적 지지 구조물로 구현된다. 상세한 설명 및 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 명세서에서 설명되는 구조물은 컨테이너 보드 또는 주름형 보드와 같은 현존하는 제품들, 그리고 현재의 샌드위치-타입의 금속 및 플라스틱 구조물에 비해서 구조적으로 우수하다. 본 명세서에 개시된 구조물은 적은 재료를 필요로 하고, 현재 제조에 필요한 프로세스 에너지의 상당량을 절감할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 3-차원적 지지 구조물은 패키징 재료 및 기타 지지 재료의 제조 및 구성에 이용하기 위한 것으로서, 예를 들어, 동체, 날개, 벌크헤드, 바닥 패널, 건축용 패널, 냉각장치, 천장 타일, 수송용 컨테이너, 및 내진 벽을 비제한적으로 포함한다. 그러나, 본 명세서에 개시된 구조물이 다른 용도에도 유리하게 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에 개시된 3-차원적 지지 구조물(10)은 내구성 구조물을 형성하기 위해서 접혀지는 매체 또는 재료(12)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 바둑판형(tessellated) 매체(12)가 가요성(flexible) 부재를 포함하며, 그러한 가요성 부재는 종이, 금속, 플라스틱, 복합체, 또는 유사한 조성의 재료를 비제한적으로 포 함한다. 재료는 현재 상업적으로 이용될 수 있는 것으로서, 사용자의 선택에 따라서 다양한 등급(grade)과 두께를 가질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 재료, 즉 구조물(10)을 나타낸다. 그러한 구조물(10)은, 완전히 조립된 상태에서, 접혀진 바둑판형 매체(12) 그리고 상기 매체에 부착된 선택적인 하나 이상의 라이너(14)를 포함한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 구조물(10)은 접혀진 바둑판형 매체를 포함하며, 그러한 매체는 3개의 평면 방향 즉, x-축선, y-축선 및 z-축선으로 수직 구조물을 형성하기 위해서 다수 방향으로 접혀진다. 바람직하게, 하나 이상의 라이너(14)가 접혀진 매체(12)에 대해 위치되고 부착된다. 바람직하게, 라이너(14)는 접혀진 매체(12)의 제 1 측부 또는 표면(16)에 부착된다. 또한, 라이너(14)는 접혀진 매체(12)의 제 2 측부 또는 표면(18)에 부착될 수 있다. 바람직하게, 다수의 라이너(14)가 접혀진 매체(12)에 부착된다. 보다 바람직하게, 매체(12)는 한 쌍의 라이너(14)들 사이에 샌드위치된다. 제 2 표면(18) 상의 라이너(14)는 제 1 표면(16) 상에 위치된 라이너(14)에 평행한 평면 내에 위치된다. 또한, 사용자의 요구에 따라서, 본 발명의 전체적인 범위로부터 벗어남이 없이, 추가적인 라이너(14)가 접혀진 매체(12)의 구조물 및 여러 평면 상의 다양한 위치에 부착될 수 있을 것이다.
라이너(14)는 예를 들어 종이, 금속, 플라스틱 또는 복합체로 이루어진 가요성 박막과 같은 임의의 적절한 재료(17)로 제조되며, 관련 적용분야에서 일반적으로 이용될 수 있는 재료 및 포옴(foam)으로 이루어질 수도 있을 것이다. 라이 너(14)는 바람직하게 평면형이고, 어떠한 치수(dimension)도 가질 수 있을 것이다. 라이너(14)의 크기가 접혀진 매체(12)의 폭 및 길이(x-축선 및 y-축선)에 대응하는 것이 바람직할 것이나, 라이너(14)의 크기를 변화시키더라도 본 발명의 전체 범위에 포함될 것이다.
전술한 바와 같이, 매체(12)는 하나의 재료 시트(19)로부터 형성되며, 그러한 재료 시트는 반복적인 셀(20)의 패턴으로 접혀진다(도 4 및 도 5 참조). 각각의 셀(20)은 제 1 및 제 2 의 이격 단부벽(22, 24) 및 상기 단부벽들 사이에 걸쳐진 제 1 및 제 2 의 경사진 측벽(26, 28)에 의해서 형성되고 그 단부벽들 및 측벽들을 포함한다. 각 단부벽(22, 24)은 재료(12)의 두개의 플라이를 포함하고, 각 측벽(26, 28)은 재료(12)의 하나의 플라이를 포함한다. 제 1 및 제 2 측벽(26, 28)은 접혀진 엣지(30)에서 접합된다. 반복적인 패턴의 하나의 셀(20)의 제 1 단부벽(22)이 반복 패턴의 인접 셀(20)의 제 2 단부벽(24)과 접하여 재료(12)의 4-플라이 벽(32)을 형성하도록, 셀(20)이 추가적으로 정렬된다. 반복되는 셀(20)의 각각은 내부에 리세스(recess) 또는 계곡(46)을 구비하고 서로 대향하는 제 1 및 제 2 표면(16, 18)을 형성한다. 따라서, 접혀진 매체(12)는 라이너(14)를 지지하기 위한 하나 이상의 벽 구조물(32), 또는 레일을 형성하고, 바람직하게는 강성 지지부를 형성한다. 접혀진 엣지(30)의 상부 엣지 및 레일 또는 4-플라이 벽(32)의 상부(43)가 라이너(14)를 지지한다.
각각의 제 1 및 제 2 단부벽(22, 24)의 재료(12)의 각각의 2-플라이 부분(36)이 상부 접힘부(38)에서 만난다. 두 개의 인접하는 상부 접힘부(38)는 레일 또는 4-플라이 벽(32)의 상부를 포함하며, 이는 라이너(14)가 부착될 예정인 제 1 표면(16)의 일부분이고 그리고 라이너(14)가 부착될 예정인 제 2 표면(18)의 일부분이다. 또한, 제 1 표면(16)(및/또는 제 2 표면(18))은 라이너(14)를 표면에 고정하기 위한 접착제를 지지하기 위한 플랫폼으로서의 역할을 하고, 또는 용접이나 납땜을 위한 표면을 제공한다. 따라서, 두 개의 인접하는 2-플라이 부분(36)이 지지 레일(32)의 일부분을 형성하고, 그 상부(34)는 제 1 표면(16) 및 제 2 표면(18)을 따라서 연장한다. 각각의 실질적으로 연속되는 4-플라이 벽(32)이 다수의 길이방향으로 배치된 4-플라이 벽 세그먼트(segment; 40)으로부터 형성된다(도 4 및 도 9 참조). 지적된 바와 같이, 이러한 4-플라이 벽 세그먼트(40)는 매체(12)의 접혀짐에 의해서 형성되어, 2-플라이 벽 세그먼트(42)에 의해서 부분적으로 각각 형성되는 셀(20)의 반복적인 패턴을 초래하며, 각각의 인접하는 셀(20)의 쌍(pair)의 측벽(26, 28)이 4-플라이 벽 세그먼트(40)를 형성한다. 그러한 패턴은 하나 이상의, 바람직하게는 다수의, 팽행하게 연장하는 "더블" 릿지(ridges) 또는 레일(32)의 형성을 초래하며, 그러한 레일은 단일-플라이 매체(12)의 접힘에 의해서 얻어지는 4-플라이 두께를 가진다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실질적으로 연속적인 다수의 4-플라이 벽(32)이 서로 평행하게 연장한다.
2-플라이 벽 세그먼트(42)의 각각은, 도 5에 도시된 바와 같이, 2-플라이 벽 세그먼트(42)를 따라 길이방향으로 연장하는 접힘부(44)를 가지는 재료(12)로부터 형성된다. 도 6 및 도 7과 도 4 및 도 5의 비교에서 볼 수 있는 바와 같이, 재료가 2-플라이 벽 접힘부(44)에서 접혀짐에 따라, 이들 2-플라이 벽 세그먼트(42)들 이 형성되고 부가적인 2-플라이 벽 세그먼트(42)들에 인접하여 추가로 배치되어, 본 명세서에서 설명된 4-플라이 벽 세그먼트(40) 및 셀(20)을 형성한다.
반복되는 셀(20)의 패턴이 다수의 셀로부터 형성된 리세스(46) 및 4-플라이 벽(32) 또는 다수의 컬럼(column)을 가지는 구조물(10)을 형성한다. 즉, 하나의 재료(19) 시트가 실질적으로 연속적인 재료로 이루어진 4-플라이 벽(32)을 전술한 바와 같이 컬럼 및 리세스의 인접하는 각각의 쌍 사이에 형성한다. 각각의 리세스는 이격된 4-플라이 세그먼트(40)에 의해서 부분적으로 형성된다.
4-플라이 벽 구조물(32)에 더하여, 형성되는 셀(20)은 상향 면(ascending facet) 또는 경사진 측벽(28) 그리고 하향 면 또는 경사진 측벽(26)으로 이루어진 반복 패턴을 포함한다(도 1 내지 도 5 참조). 각각의 인접하는 상향 면 또는 경사 측벽(28) 및 하향 면 또는 경사 측벽(26)의 조합은 정점, 또는 피크(30)를 그리고 계곡 또는 리세스(46)를 형성한다. 구체적으로, 리세스 또는 계곡(46)은 면(26)과 면(28) 그리고 인접하는 4-플라이 벽 세그먼트(40) 또는 2-플라이 벽 세그먼트(42)에 의해 형성된다. 유사하게, 피크(30)는 면(26, 28)에 의해서 그리고 피크 접힘부(88)에서 형성된다. 인접하는 면(26)과 면(28)은 릿지 또는 피크(30) 즉, 피크 접힘부(88)의 상부에서, 그리고 계곡(46), 즉 계곡 접힘부(90)의 바닥 또는 베이스에서 만난다. 피크 또는 릿지(30) 그리고 계곡(46)은 4-플라이 벽 구조물(32)에 수직이 된다. 따라서, 접혀진 매체(12)의 아키텍쳐(architecture)는 등고선형(contoured) 경로를 따르도록 각도를 이루는 면(26, 28)들의 반복되는 패턴으로 구성된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 구조물(10)을 형성하기 위해서, 재료(12)는 실질적으로 평평한, 평면형 상태로부터 접혀져야 한다(도 6 참조). 여기에서, 바둑판형 매체(12)는, 도 6에 도시된 바와 같이 평면형의 접혀지지 않은 상태로부터 도 4 및 도 5에 도시된 형태로 접혀짐에 따라서, 3 방향으로 변화된다. 구체적으로, 매체(12)의 높이(z-방향)가 높아지고, 길이(x-방향) 및 폭(y-방향) 모두가 감소된다.
보다 구체적인 설명에서, 도 4를 참조하면, x-축선, y-축선 및 z-축선을 포함하는 접혀진 바둑판형 매체(12)의 3개의 구조적 평면들이 존재한다. 바둑판형 매체(12)가 정해진 형태로 접혀지면, 수직 벽(32)들이 y-축선으로 연장된다. 이들 벽은 4-플라이 두께의 벽(32)이며, 이는 연속적인 레일을 효과적으로 생성한다. 이러한 강성의 4-플라이 구조물(32)은 3-차원적 지지 구조물(10)에 대해 상당한 강도를 제공한다. 구체적으로, 제공된 바와 같은 수직 접힘부(44)는, 4-플라이 벽 구조로 인해서, 가요성 접촉 지점(flexible contact point)가 되지 못하고 그에 따라 상당한 강성을 갖는다. 바람직하게, 벽 구조물(32)의 상부에 의해서 형성되는 평행한 릿지(34)들의 다수의 열(rows)이 생성된다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이들 레일(32)의 상부(34)는 접혀진 재료의 두 개의 주요 표면(16, 18)들 중 두 개 상에 존재한다. 유사하게, 매체(12)는, 접혀진 상태에서, 접혀진 매체(12)의 두 개의 주요 표면(16, 18)들 상의 셀(20)을 포함한다.
접혀진 매체(12)는 접착제 도포를 위한, 또는 용접이나 납땜을 위한 특유의(unique) 플랫폼을 제공한다. 구체적으로, 4-플라이 구조물(32, 40)의 열(rows)들은 우수한 접착 표면들을 제공한다. 예를 들어, 콘스타치(corn starch)와 같은 접착제 및 현재 상업적으로 이용가능하고 패키징용으로 일반적으로 이용되는 다른 접착제가 라이너(14)와 4-플라이 구조물(32)의 상부 부분(34) 사이에 도포되고, 접혀진 바둑판형 매체(12) 상의 정위치에서 라이너(14)를 고정한다. 유사하게, 라이너(14) 및 4-플라이 구조물(32)의 상부 부분(34)이 용접되거나, 납땜되거나, 또는 플라스틱이나 금속과 같은 두 재료를 함께 부착하기 위해서 일반적으로 사용되는 다른 수단에 의해서 함께 융합될 수 있을 것이다. 즉, 바둑판 형태로 접혀질 때, 다수의 평행한 릿지(34)들이 생성되어 접착 또는 용접 또는 납땜 표면을 제공한다. 접착제가 사용되는 경우에, 바람직하게 접착제는 라이너(14) 부착을 위한 접힘부(44)의 정점에 도포된다. 또한, 재료의 4-플라이는 접착제의 수용 및 유지를 위한 플랫폼을 제공하고, 접착제 도포를 위한 표면의 증대, 바람직하게는 2배 증대를 제공하며, 그에 따라 박리 문제를 최소화한다. 동일한 위치가 용접 및 납땜에 이용될 수도 있을 것이다. 추가적으로, 작은 포켓(48)들이 4-플라이 구조물(34)을 구성하는 평행한 2-플라이 레일(42)들 사이에 형성되어 접착제를 추가적으로 포획한다.
매체(12)의 두 개의 주요 표면(16, 18)들 각각의 셀(20) 역시 특정 이점을 제공한다. 예를 들어, 하나 이상의 라이너(14)가 표면(16, 18)들 또는 표면에 접합될 때, 셀(20)들이 폐쇄되고, 각 셀 내에 공기를 밀봉(sealing)한다. 결과적으로, 이러한 셀(20)들은, 예를 들어 피자 박스와 같이 음식 산업에서 이용될 수 있는 열과 관련한 용도에서, 우수한 절연 품질을 제공할 수 있을 것이다.
도 6은 접혀지지 않은 바둑판형 매체(12)를 도시한 평면도로서, 상기 매체는 접혀졌을 때 도 1 내지 도 5의 구조물을 형성할 것이다. 도시된 바와 같이, 매체(12)는 곡면을 이루는 대신에 접혀진다. 이를 수용하기 위해서, 주름들 또는 스코어들(creases or scores)이 접힘 발생부에 존재한다. 바람직하게, 접혀지지 않은 바둑판형 매체(12)가 바둑판형 매체(12)의 "접힘 라인들"을 포함하는 스코어 또는 주름의 반복 패턴을 포함한다. 넓은 의미에서, 바둑판형 매체를 위한 윤곽 경로(contour path)는 서로 평행하게 연장하는 다수의 제 1 주름 경로(59, 61) 및 서로 평행하게 연장하고 상기 제 1 주름 경로(59, 61)와 교차하는 다수의 제 2 주름 경로(60, 68)를 구비하는 재료의 시트(19)를 포함한다. 각각의 제 1 주름 경로(59, 61)가 다수의 제 1 경로 세그먼트(63)로부터 형성된다. 각각의 제 2 주름 경로(60, 68)는 제 1 및 제 2 의 쉐브론 레그(shevron legs; 50, 52)와 상기 제 1 및 제 2 의 쉐브론 레그(50, 52) 중 하나의 자유 단부(65)로부터 연장하는 직선 라인 또는 레그(56)의 반복 패턴으로부터 형성된다. 쉐브론의 2개의 레그 또는 라인들은 길이가 동일하고 통상적으로 120°로 각도를 이룬다. 직선 라인이 각 라인 단부로부터 연장한다. 제 3 라인은 임의 길이를 가질 수 있을 것이다. 각각의 제 2 주름 경로(60)는 인접한 제 2 주름 경로(68)로부터 반대 방향으로 접혀질 수 있다. 이는, 재료 시트(19)가 접혀짐에 따라, 릿지 또는 피크(30) 그리고 계곡(46)의 교호적인 패턴을 형성한다. 제 1 주름 경로(59, 61)의 각각은 인접하는 제 2 주름 경로(60, 68)의 릿지(30)들과 계곡(46)들 사이에서 연장하여 재료 시트(19)의 제 1 표면(49) 상에 면(80, 82, 84)들의 패턴을 형성하는 직선 라인이다. 재료 시트(19)는 제 1 및 제 2 주름 경로(59, 61, 60, 68)을 따라 접혀져서 3-차원적 지지 구조물(10)을 형성할 수 있다. 3-차원적 지지 구조물(10)은 도 5에서 점선으로 부분적으로 도시되고 문자(A'-A")로 표시된 평면 내에서 연장하며, 쉐브론(50, 52)들 사이의 면(80, 82)에 의해서 형성된 수직 벽들 또는 단부 벽들(22, 24), 그리고 직선 라인들 또는 제 3 레그(56)들 사이의 면(84)에 의해서 형성된 경사 벽(26)들의 반복적인 패턴을 특징으로 한다. 수직 벽(22, 24)들은 평면(A'-A")에 수직으로 연장한다. 경사 벽(22, 24)들은 평면(A'-A")에 대해서 경사진다.
수직 벽(22, 24)은 재료 시트(19)의 4개 플라이를 구비하는 벽(32)을 포함한다. 라이너(14)가 4-플라이 벽(32)의 상부(34)에서 3-차원적 지지 구조물(10)에 부착될 수 있다.
이하에서는, 전술한 평면형 구조물의 스코어링(scoring) 패턴에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 단지 설명을 위한 것으로서, 매체(12)의 접힘 라인들을 "레그(legs)"로 설명하지만, 다른 형태도 가능할 것이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 바람직한 실시예에서, 재료(12)는 제 1 쉐브론을 형성하는 제 1 레그(50) 및 제 2 레그(52)를 포함한다. 제 1 레그(50) 및 제 2 레그(52)는 바람직하게 길이가 동일하다. 제 1 레그(50)와 제 2 레그(52) 사이에는 제 1 각도(54)가 존재한다. 바람직하게, 각도(54)는 120°의 각도를 포함한다. 제 3 레그(56)가 제 2 레그(52)로부터 연장하고, 도면들에는 제 1 및 제 2 레그들 보다 길이가 긴 것으로 도시되어 있으나, 그 길이는 제조상의 선호도에 따라서 어떠한 길이로도 변경이 가능할 것이다. 제 3 레그(56)는 제 2 레그(52)로부터 150°의 제 2 각도로 연장한다. 일련의 제 1 레그(50), 제 2 레그(52), 및 제 3 레 그(56)는 전술한 매체(12)의 반복 패턴을 형성하는 구조물을 포함한다.
제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60a)의 제 3 레그(56)는 y-축선을 따라 제 2 주름 경로(60)의 인접하는 또는 제 2 의 패턴(62)의 제 1 레그(50)에 연결되고, 제 2 패턴(62)의 제 3 레그(56)는 y-축선을 따라 제 2 주름 경로(60)의 인접한 또는 제 3 의 패턴(64)의 제 1 레그(50)에 연결되며, 이는 반복될 수 있을 것이다. 제 1 패턴(60a)의 제 3 레그(56)와 인접한 또는 제 2 패턴(62)의 제 1 레그(50) 사이의 제 3 각도(66)는 제 2 각도(58)에 대향하는 150°의 각도를 포함한다.
제 2 주름 경로(60)의 반복적인 인접 패턴을 x-축선을 따른 제 2 주름 경로(68)의 평행한 반복 패턴에 연결하는 것은 다수의 부가적인 레그들이다. 즉, 제 4 레그(70)가 제 1 레그(50)로부터 60°의 제 4 각도(72)로 연장하여 제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60a)의 제 1 레그(50)를 x-축선을 따른 제 2 주름 경로(68)의 인접한 평행한 패턴(60a)의 대응하는 제 1 레그(50)와 연결한다. 제 5 레그(74)는 제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60a) 상의 제 2 각도(54)의 정점으로부터 x-축선을 따른 제 2 주름 경로(60)의 인접한 평행 패턴(68)의 제 2 각도(54)의 정점까지 연장한다. 제 6 레그(76)는 제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60a) 상의 제 3 레그(56)로부터 x-축선을 따른 제 2 주름 경로(68)의 인접 평행 패턴(60a)의 제 3 레그(56) 상의 대응 지점까지 90°의 제 5 각도(78)로 연장한다. 전술한 바와 같이, 이러한 조합은 반복 패턴을 형성한다.
x-축선 및 y-축선을 따른 이들 인접한 그리고 평행한 레그들의 반복 패턴들의 조합, 그리고 그들의 대응하는 각도는 바둑판형 매체(12)의 아키텍쳐를 형성한다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60a)의 제 1 레그(50) 및 x-축선 방향을 따른 제 2 주름 경로(68)의 제 2 의 평행한 패턴(68)의 제 1 레그(50)가 제 4 레그(70) 및 제 5 레그(74)에 의해서 링크되어, 제 1 면(80)을 형성한다. 유사하게, 제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60a)의 제 2 레그(52) 및 x-축선 방향을 따른 제 2 의 평행한 패턴(68)의 제 2 레그(52)가 제 5 레그(74) 및 제 6 레그(76)에 의해서 링크되어, 2 면(82)을 형성한다. x-축선을 따른 제 2 주름 경로(60,68)의 대응하는 평행 패턴(60a)들의 제 3 레그(56)들이 인접 패턴(62)의 제 4 레그(70) 및 제 6 레그(76)에 의해서 링크되어, 제 3 면(84)을 형성한다. 이들 3개 면(80, 82, 84)은 y-축선(80, 82, 84로서 직렬로 반복된다) 및 x-축선(동일한 면으로 반복된다) 모두를 따라 반복된다.
3-차원적 지지 구조물(10)을 포함하는 재료를 형성하기 위해서, 어떠한 개체수의 반복 면(80, 82, 84)도 이용할 수 있을 것이다. 바람직하게, 3-차원적 지지 구조물의 크기는 면의 개체수, 면의 크기, 또는 면을 형성하는 레그들의 크기에 의해서 결정되며, 그리고 접혀진 바둑판형 매체에 의해서 생성되는 구조물의 희망하는 크기에 의해서 결정될 것이다.
전술한 바와 같이, 바둑판형 매체(12)의 스코어들, 또는 레그들은 매체(12)를 도 1 내지 도 5에 도시된 구조물로 접는 것을 보조한다. 매체(12)가 접혀짐에 따라(도 7 참조), 스코어들이 협력하여 일련의 피크(30) 및 계곡(46)을 매체(12) 내에 형성하고, 최종적으로 도 3 및 도 4에 도시되고 본 명세서에서 설명된 셀(20)의 반복 패턴을 초래한다. 본 명세서의 기재된 목적을 위해서, 전체적으로, 피크를 형성하는 접힘부들은 "피크(형)" 접힘부(88)라고 설명될 것이며, 계곡을 형성하는 접힘부들은 "계곡(형)" 접힘부(90)라고 설명될 것이다. 그러나, 이러한 표기는 단지 설명을 위한 것이며, 목적에 따라 다르게 지칭될 수도 있을 것이다.
제 2 주름 경로(60)의 각각의 반복 패턴에서, 제 2 주름 경로(60)의 패턴(60a)에 대향하는 방향으로 접히도록, 제 2 주름 경로(68)의 후속하는 인접한 평행 패턴(60a)의 스코어 라인이 배향된다. 이는, 릿지 또는 피크(30) 그리고 계곡(46)의 교호적인 패턴을 초래한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 4 레그(70), 제 5 레그(74) 및 제 6 레그(76)의 스코어 라인들은 제 2 주름 경로(60,68)의 인접 패턴(60a)의 계곡(46)의 계곡 접힘부(90) 및 릿지(30)의 피크 접힘부(88) 사이에서 연장하는 직선 라인들을 형성하여, 매체(12)의 제 1 표면(49) 상에 면(80, 82, 84)들의 패턴을 형성한다. 예를 들어, 제 4 레그(70)가 스코어링되어 계곡 접힘부(90)를 형성할 수 있을 것이다. 제 5 레그(74)(전술한 바와 같이, 제 2 면(82)을 형성)가 스코어링되어 피크 접힘부(88)를 형성할 수 있다. 제 6 레그(76)(전술한 바와 같이, 제 3 면(84)을 형성)는, 제 4 레그(70)와 마찬가지로, 스코어링되어 계곡 접힘부(90)를 형성한다. 결과적으로, 피크 또는 정점이 면(80)과 면(82) 사이에 생성된다. x-축선을 따른 제 2 주름 경로(60)의 제 1 패턴(60)에 대한 제 2 주름 경로(68)의 인접 평행 패턴(60a)에서, 이러한 스코어 라인들은 전술한 패턴에서 설명된 것과 반대되는 방향으로의 접힘을 위해서 배향된다.
유사하게, 제 2 주름 경로(60,68)의 연속적인 평행 패턴(60a)의 레그들, 그리고 특히, 제 1 레그(50), 제 2 레그(52), 및 제 3 레그(56)의 각각은, x-축선을 따라 연속되는 패턴들 내에서, 반대로 스코어링되며, 그에 따라 제 2 주름 경로(60)의 패턴들 내의 각각의 레그(50, 52, 56)가 제 2 주름 경로(68)의 평행한 패턴 내의 동일한 레그와 반대 방향으로 접히게 된다. 다시 말해서, 패턴의 외측 단부 또는 엣지(edge; 86)를 제외하면, 제 2 주름 경로(60)의 패턴(60a)의 제 1 레그(50)가 계곡 접힘부(90)를 포함하는 한편, 제 2 주름 경로(68)의 패턴(60a)의 제 1 레그(50)는 피크 접힘부(88)를 포함한다. 제 2 주름 경로(92)의 패턴(60a)의 제 1 레그(50)는 계곡 접힘부(90)를 형성한다. 결과적으로, 피크가 생성되고, 그 피크의 정점은 제 2 주름 경로(68)의 패턴(60a)의 제 1 레그(50)이다. y-축선을 따른, 평행한 패턴의 제 1 레그(50), 제 2 레그(52), 및 제 3 레그(56)는 반복되는 패턴(60, 62, 64)을 통해서 동일한 접힘 방향을 유지한다. x-축선을 따른 평행한 패턴들 내의 레그들 만이 교호적인 접힘 방향을 가진다. 그에 따라, y-축선을 따른 제 1 레그(50), 제 2 레그(52), 및 제 3 레그(56)의 반복되는 인접 패턴 모두는 피크 접힘부(88)를 포함할 수 있고, 또는 대안적으로, 모두 하나의 계곡 접힘부(90) 방향을 포함할 수 있을 것이다.
접힘 방향을 변화시키는 것에 추가하여, 매체(12)가 접혀짐에 따라, 제 1 각도(54)가 좁아지고, 그 결과로 경사도(steepness)가 증대되는 경사부 또는 면(80, 82)을 초래한다. 이러한 접힘은, 제 1 각도(54)가 약 0°에 도달할 때까지 계속될 수 있다(그 각도는 사용되는 재료의 폭에 의해서 제한된다). 이러한 약 0°에 도달하였을 때, 제 2 주름 경로(60)의 제 1 반복 패턴(60a)과 제 2 주름 경로(68)의 제 1 반복 패턴(60a) 사이에 형성된 제 1 면(80) 및 제 2 면(82)의 면들은 서로에 대해서 실질적으로(substantial) 접촉한다(도 9 참조). 동시에, x-축선 방향을 따른 제 2 주름 경로(68)의 평행 패턴(60a)과 추가의 주름 경로(92)의 평행 패턴(60a) 사이에 형성된 제 1 면(80) 및 제 2 면(82)은 서로 반대를 향하도록 접혀진다. x-축선 방향을 따라 직접적으로 인접하는 평행한 패턴들의 제 1 면(80) 및 제 2 면(82)이 전술한 4겹 구조물(32)을 형성한다. 즉, 주름 경로(60,68)의 제 1 평행한 패턴(60a)들 사이의 제 1 면(80)과 주름 경로(68,92)의 제 1 평행한 패턴(60a)들 사이의 제 1 면(80)이 제 1의 2겹 벽 세그먼트(42)를 형성하는 한편, 주름 경로(60,68)의 제 1 평행한 패턴(60a) 사이의 제 2 면(82) 및 주름 경로(68,92)의 제 1 평행한 패턴(60a)들 사이의 제 2 패턴(68)의 제 2 면(82)은 제 2의 2겹 벽 세그먼트(42)를 형성한다. 제 1의 2겹 벽 세그먼트(42)는 제 1 레그(50)에서 매체(12)의 피크 접힘부(88)에 의해서 형성된다. 제 2의 2겹 벽 세그먼트(42)은 제 2 레그(52)에서 매체(12)의 피크 접힘부(88)에 의해서 형성된다. 제 1의 2겹 벽 세그먼트(42)와 제 2의 2겹 벽 세그먼트(42)의 조합은, 제 1 각도가 약 0°인 접혀진 상태에서, 4겹 벽 세그먼트(40)를 형성한다.
앞서 언급한 바와 같이, 매체(12)의 접힘 중에, x-축선 방향을 따른 평행한 반복 패턴(60a)의 주름 경로(60,68) 상의 면들 사이의 각도들 역시 변화된다. 즉, 재료가 접혀짐에 따라, 제 1 레그(50), 제 2 레그(52), 및 제 3 레그(56)에서 각도 크기(degree)가 커지거나 작아진다. 도 7을 참조하면, x-축선을 따른 평행한 패턴(60a)과 제 1 면(80)들에 의해서 제 1 레그(50)에 형성된 각도(94)(그리고, 평행한 패턴(60a)과 제 2 면(82)들에 의해서 제 2 레그(52)에 형성된 각도(96))는 180°(매체가 완전히 접혀지지 않은 상태; 도 6 참조)로부터 거의 0°(구조물이 완전히 접혀진 상태; 도 4 참조)까지 변화된다. 접혀진 상태에서의 각도(94, 96)는 매체(12)의 폭에 의해서만 제한된다. 평행한 패턴(60a)의 제 3 면(84)들에 의해서 제 3 레그(56)에 형성된 각도(98)는 180°(완전히 접혀지지 않은 상태)로부터 약 60°의 각도까지 변화된다. 계곡 접힘부(90)와 피크 접힘부(88) 간의 교호적인 배치를 기초로, 이러한 각도(98)도 유사하게 교호적으로 배치되고, 그 결과로 일련의 피크(30) 및 계곡(46)을 초래한다. 이들 피크(30) 및 계곡(46)들은 평행한 4겹 벽 구조물(32)들 사이에 배치된다.
이상에서 특정의 치수 및 패턴들에 대해서 설명하였지만, 그러한 치수들 및 각도들은 본 발명의 전체적인 범위 내에서도 특정 용도에 따라 변화될 수 있을 것이다. 또한, 특정의 인접한 및/또는 평행한 패턴들의 예에 대해서 본 명세서에서 설명하였다. 이러한 예들은 매체(12) 상의 다른 위치들에도, 예를 들어 제 3, 제 4, 또는 제 5 의 패턴 등에서도 적용될 수 있을 것이다. 유사하게, 본 발명의 범위내에서도, 여러 패턴의 배향들이 전술한 것과 반대가 될 수 있을 것이다.
바람직한 실시예의 3-차원적 지지 구조물은, 예를 들어, 주름형 보드에서 일반적인 바와 같이 플룻으로 성형되는 대신에 접힘부의 조합으로 형성되는 매체(12)를 포함한다. 또한, 바람직한 실시예의 매체(12) 또는 재료는, 비교가능한 등급의 제품들과 동일한 또는 그보다 양호한 성능을 달성하면서도, 라이너(14)와 매체(12) 또는 재료의 중량을 감소시킬 수 있게 허용하는 아키텍쳐를 가지는 바둑판형 매체(12)를 포함한다. 또한, 전술한 실시예의 구조물을 이용할 때, 패키지 또는 유사 제품과 같은 구조물을 제조하는데 이용되는 재료의 부피 감소로 부터 추가적인 중량 감소가 얻어질 수 있다. 예를 들어, 3-차원적 지지 구조물의 독특한 아키텍쳐로 인해서, 금속 매체(12)를 포함하는 어플리케이션(applications)을 이용하여, 예를 들어 최소 두께가 0.125-0.25 인치인 극한의 재료 두께의 경우에도, 강하고 견고한 지지 구조물을 형성할 수 있으며, 이는 중량 및 재료비를 상당히 절감하며, 현재 이용가능한 제품을 넘어서는 상당한 이점을 제공한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 매체(12) 또는 재료의 접힘에 의해서 생성되는 다수-평면형 구조물의 아키텍쳐는, 구조적 안정성에 대한 손실 없이도, 주름형 보드와 같은 현재의 제품에서 이용가능한 것 보다 더 큰 치수까지 접혀진 구조물(10)의 높이 및 그에 따른 두께가 변화될 수 있도록 허용한다. 구조물은, 동일한 구조적 안정성을 유지하면서도, 하나의 시트를 이용하여 임의 높이로, 예를 들어 1.5 인치 높이까지, 형성될 수 있다. 그러한 높이는 스코어 라인들의 치수를 변경함으로써 변화될 수 있다. 바람직하게, 팰릿(pallets)과 같은 공간적 어플리케이션을 위한 1.5 인치 이하의 두께가 하나의 재료 시트로부터 생성될 수 있을 것이다. 이와 비교하여, 단일 벽 포맷의 주름형 보드의 높이는 1/4 인치를 초과하지 못하는데, 이는 구조적으로 불안정해지기 때문이다. 또한, 주름형 보드의 0.5 인치의 최대 높이는 3중-벽 구성에서만 달성될 수 있을 것이다.
유리하게도, 3-차원적 지지 구조물(10)의 4-플라이 벽(32)은 x-축선을 따라 휘어지는 것을 방지한다. 유사하게, 3개의 4-플라이 벽들은 금속 및 플라스틱이 적용되는 경우에 안티클래스틱 곡면이 없이 y-축선을 따라 곡면을 이루도록 허용한다.
전술한 성능에 더하여, 여러가지 레일(34)에서 상당한 구조적 안정성 및 견고한 또는 강성의 접촉을 제공하는 다-차원적으로 접혀진 아키텍쳐의 결과로서, 3-차원적 지지 구조물(10)은 현재 이용가능한 제품보다 우수한 상당한 강도 및 강화된 성능을 제공하며, 매체(12)로서 보다 가벼운 중량의 재료를 사용할 수 있게 허용한다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 구조물(10)(도 1 참조)은, 패키징에 이용될 때, 강성의 다-평면 구조로 인해서, 측방향 및 길이방향 모두에 대해서 ECT(Edge Crush Test; 엣지 크러시 테스트) 성능을 나타낸다. 이와 비교하여, 주름형 보드는 하나의 차원(dimension)에서만 본래의 기능을 나타낼 수 있다. 3-차원적 지지 구조물(10)의 듀얼 ECT 포맷은 보다 강한 컨테이너 보드 박스를 가능하게 한다.
3-차원적 지지 구조물(10)이 현재 이용가능한 제품들 보다 강할 것이지만, 그러한 접혀진 구조물에 추가적인 강도가 부가될 수도 있을 것이다. 구체적으로, 본 명세서에 개시된 구조물(10)은 3가지 서로 상이한 방법에 의해서 강도가 변화될 수 있을 것이며, 그러한 3가지 방법은, 면(80, 82, 84)의 길이를 변화시키는 것, 매체 두께를 변화시키는 것, 및/또는 라이너(14) 및 매체(12) 재료의 중량을 변화시키는 것이 될 것이다. 이에 비해서, 플라스틱, 금속, 또는 주름형 보드와 같은 제품의 강도는 라이너 및 매체의 중량을 변화시키는 경우에만 조정될 수 있을 것이다. 또한, 단일 벽 포맷(즉, 라이너-매체-라이너 포맷)의 개시된 구조물(10)은 주름형 보드(즉, 라이너-매체-라이너-매체-라이너 포맷)와 같은 이중 벽 포맷 보다 우수한 성능을 나타낼 수 있다. 결과적으로, 바람직한 실시예의 구조물은 종래의 이중 벽 주름형 보드 보다 적은 재료(또는, 보드-타입 구조물에서는 종이)를 이용할 것이다. 또한, 이러한 재료 감소는 제품 중량 절감으로 반영될 것이고, 저장 및 이송 모두를 위한 공간의 감소로 반영될 것이다.
또한, 접혀진 매체(12)에 의해서 생성된 그리드(grid) 플랫폼(도 4 및 도 5 참조)은 라이너(14)와 같이 박스를 위한 인쇄된 기판을 지지하기 위한 기초부를 제공한다. 그리드 플랫폼은 주름형에서 발생하기 쉬운 기판의 늘어짐(slack)을 방지 하는데, 이는 다수의 접촉 지점이 존재하기 때문이다.
본 명세서에 개시된 3-차원적 지지 구조물을 이용할 때, 장치 또는 패키지가 형성될 수 있다. 구체적으로, 장치 또는 패키지 또는 그들의 부품들이 박스나 분할부(divider)와 같은 다수의 벽들을 가지도록 형성될 수 있으며, 이때 다수의 구조물(10)이 일체형으로(integral) 연결되어 하나의 패키지 또는 장치를 형성할 수 있다. 본 발명의 다수 구조물의 일체형 연결은 접착제와 같은 본딩 또는 용접이나 납땜과 같은 다른 수단에 의해서 이루어질 수 있을 것이다. 유사하게, 구조물(10)의 단일 시트가 원하는 형상으로 접혀질 것이다.
바람직한 실시예의 3-차원적 지지 구조물(10)을 제조하는 것은 예를 들어 주름형 보드를 넘어서는 몇가지 중요한 이점을 가진다. 예를 들어, 구조물은 매체의 성형(shaping)을 위해서 스팀을 필요로 하지 않는데, 이는 성형되지 않고 접혀지기 때문이다. 유사하게, 구조물은 형성(formation) 및 건조를 목적으로 가열될 필요가 없다. 구조물은 함께 접착 또는 용접될 필요가 있는 많은 수의 부품들을 포함하지 않는다. 게다가, 옥수수 전분이나 다른 접착 기질과 같은 접착제의 도포는 낮은 온도에서도 이루어질 수 있을 것이다.
따라서, 보다 적은 중량의 재료를 이용하여, 표준 재료와 동일한 또는 그보다 우수한 성능을 제공하는 3-차원적 지지 구조물에 대해서 설명하고 도면에 도시하였다. 그러한 구조물은 라이너(14)가 접착제로 부착되거나, 용접되거나, 또는 납땜되는, 셀(20)의 반복 패턴 및 평행한 4-플라이 레일(34)을 형성하도록 접혀지는 매체(12)를 포함한다.
비록, 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들에 대해서 특정하여 설명하였지만, 소위 당업자는 본 명세서 및 특허청구범위에 개시된 본 발명의 청구대상의 사상 및 범주 내에서도 개시된 실시예들에 대해서 수많은 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 모든 지향성(directional) 기재내용(예를 들어, 상부, 하부, 상향, 하향, 좌, 우, 좌측, 우측, 상단, 하단, 위쪽, 아래쪽, 수직, 수평, 시계방향, 반시계방향, x-축선, y-축선 및 z-축선)들은 본 발명의 실시예에 대한 이해를 돕기 위해서 기재한 것이며, 특허청구범위에 특정하여 기재되지 않은 경우에, 특히 본 발명의 위치, 배향 또는 사용에 대한 제한을 의미하는 것이 아니다. 결합(joinder)과 관련한 기재내용(예를 들어, 부착된, 커플링된, 연결된)은 넓게 해석될 수 있을 것이며, 부재들의 연결 중간에 중간 부재를 포함할 수 있을 것이며 부재들 사이의 상대적인 운동을 포함할 수 있을 것이다. 그와 같은 경우에, 결합과 관련한 기재내용은 두 부재들이 직접적으로 연결되고 서로에 대해서 고정된 관계라는 것을 필수적으로 의미하는 것이 아니다.
몇몇 경우에, 다른 부분에 대해 연결되는 및/또는 특별한 특성을 가지는 "단부"라는 기재내용을 가지는 부품들에 대해서 설명되어 있다. 그러나, 소위 당업자는 본 발명이 다른 부분과의 연결 지점의 바로 직후(immediately beyond)에서 종료되는 부품들로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 그에 따라, "단부"라는 용어는 인접, 후방, 전방, 또는 특정 링크, 부품, 부분, 부재, 요소의 말단 부근을 포함하는 방식으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서 직간접적으로 개시된 방법론에서, 다양한 단계들 및 작업들이 하나의 가능한 작업 순서로 설명되어 있으 나, 당업자는 그러한 단계들 및 작업들이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 재정렬, 교체, 또는 제거될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 전술한 설명에 포함된 또는 첨부 도면들에 도시된 모든 내용은 제한적인 것이 아니고 단지 예시적인 것으로 해석되어야 할 것이다. 특허청구범위에 규정된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고도 상세한 사항 또는 구조를 변화시킬 수 있을 것이다.
바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고도 형식이나 상세한 사항에 대한 변경을 할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (27)

  1. 반복되는 셀의 패턴으로 접혀지는 단일 시트형 재료를 포함하는 구조물로서,
    각각의 셀은 이격된 제 1 및 제 2 단부벽들 그리고 상기 단부벽들 사이에 걸쳐진(spanning) 경사형 제 1 및 제 2 측벽들에 의해서 형성되며,
    각각의 단부벽은 2겹 재료를 포함하고 각각의 측벽은 1겹 재료를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 측벽들은 접혀진 엣지에서 인접(adjoin)되며,
    반복되는 패턴으로부터의 하나의 셀의 제 1 단부벽이 반복되는 패턴으로부터의 인접한 셀의 제 2 단부벽과 접하여 상기 구조물에 강도를 제공하기 위한 재료의 연속적인 4겹 벽을 형성하도록, 셀들이 정렬되는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복되는 셀은 대향하는 제 1 표면 및 제 2 표면을 형성하고,
    상기 표면들은 반복되는 셀의 각각에 대한 리세스를 내부에 구비하며,
    상기 제 1 표면에 라이너가 부착되는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 표면에 추가적인 라이너가 부착되는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 단부벽들 각각에 대한 2겹 재료가 상부 접힘부에서 만나며(join),
    상기 4겹 벽의 두 개의 인접하는 상부 접힘부가, 상기 제 1 표면의 일부를 형성하고, 상기 라이너를 상기 제 1 표면에 고정하는 접착제를 지지하기 위한 플랫폼으로서의 역할을 하는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 두 개의 인접하는 상부 접힘부는 상기 제 1 표면을 따라 연장하는 지지 레일의 일부를 형성하는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 라이너가 평면형인,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  7. 제 1 항에 따른 구조물을 복수 개 포함하는,
    구조체.
  8. 반복되는 셀의 패턴으로 접혀지는 단일 시트형 재료를 포함하고 복수의 셀로부터 형성된 복수의 리세스 컬럼을 구비하는 3차원적 지지 구조물로서,
    상기 단일 시트형 재료는 상기 리세스 컬럼의 각각의 인접 쌍 사이에 재료의 연속적인 4겹 벽을 형성하는,
    3차원적 지지 구조물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연속적인 4겹 벽이 서로 평행하게 연장하는,
    3차원적 지지 구조물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 연속적인 4겹 벽은, 길이방향으로 배치된 복수의 4겹 벽 세그먼트로부터 형성되는,
    3차원적 지지 구조물.
  11. 제 9 항에 있어서,
    각각의 리세스가 이격된 4겹 벽 세그먼트에 의해 부분적으로 형성되는,
    3차원적 지지 구조물.
  12. 제 10 항에 있어서,
    각각의 4겹 벽 세그먼트는 2겹 벽 세그먼트의 쌍으로부터 형성되고,
    각각의 2겹 벽 세그먼트는, 2겹 벽 세그먼트를 따라 길이방향으로 연장하는 접힘부에서 만나는(join) 2겹 재료로부터 형성되는,
    3차원적 지지 구조물.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 재료는 종이인,
    3차원적 지지 구조물.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 반복되는 셀의 패턴은, 서로 평행하게 연장하고 대향하는 제 1 평면형 표면 및 제 2 평면형 표면을 형성하는,
    3차원적 지지 구조물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 평면형 표면에 부착된 라이너를 더 포함하는,
    3차원적 지지 구조물.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 평면형 표면에 부착된 추가적인 라이너를 더 포함하는,
    3차원적 지지 구조물.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 연속적인 4겹 벽은 상기 제 1 평면형 표면과 제 2 평면형 표면 사이에서 연장하는,
    3차원적 지지 구조물.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 연속적인 4겹 벽은 상기 제 1 평면형 표면 및 제 2 평면형 표면에 대해 수직하게 연장하는,
    3차원적 지지 구조물.
  19. 상부 표면을 가지는 시트형 재료를 포함하는 구조물로서,
    상기 시트형 재료는 서로 평행하게 연장하는 복수의 제 1 주름 경로(crease path) 및 서로 평행하게 연장하고 상기 제 1 주름 경로와 교차하는 복수의 제 2 주름 경로를 구비하며,
    각각의 제 1 주름 경로는 복수의 제 1 경로 세그먼트로부터 형성되고,
    각각의 제 2 주름 경로는, 제 1 및 제 2 의 쉐브론 레그들(chevron leg)로 이루어진 반복 패턴, 그리고 상기 제 1 및 제 2 의 쉐브론 레그들 중 하나의 레그의 자유 단부로부터 연장하는 직선 라인으로부터 형성되며,
    상기 제 2 주름 경로가 상기 시트형 재료의 접혀짐에 따라 릿지(ridge)와 밸리(valley)의 교차 패턴을 형성하도록, 각각의 제 2 주름 경로는 인접한 제 2 주름 경로로부터 반대 방향으로 접혀질 수 있으며,
    상기 제 1 주름 경로 각각은, 인접한 제 2 주름 경로의 릿지와 밸리 사이에서 연장하여 시트형 재료의 상부 표면 상에 면(facets) 패턴을 형성하는 직선 라인이며,
    상기 시트형 재료는 상기 제 1 및 제 2 주름 경로들을 따라 접혀져서 평면 내에서 연장하는 3차원적 지지 구조물을 형성할 수 있으며,
    상기 3차원적 지지 구조물은, 상기 쉐브론 레그들 사이의 면들에 의해서 형성된 수직 벽들 그리고 상기 직선 라인들 사이의 면들에 의해서 형성된 경사진 벽들로 이루어진 반복적인 패턴을 가지며,
    상기 수직 벽들은 상기 평면에 대해 수직으로 연장하고,
    상기 경사진 벽들은 상기 평면에 대해서 경사지며,
    상기 면들에 의해 형성된 수직 벽들 각각은 시트형 재료가 상기 지지 구조물로 접혀질 때 4겹의 시트형 재료를 갖는 벽을 포함하는,
    상부 표면을 가지는 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 3차원적 지지 구조물에 부착되는 라이너를 더 포함하는
    상부 표면을 가지는 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  21. 반복되는 셀의 패턴으로 접혀지는 단일 시트형 재료를 포함하는 구조물로서,
    각각의 셀은 이격된 제 1 및 제 2 단부벽들 그리고 상기 단부벽들 사이에 걸쳐진 경사형 제 1 및 제 2 측벽에 의해서 형성되며,
    각각의 단부벽은 2겹 재료를 포함하고 각각의 측벽은 1겹 재료를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 측벽들은 접혀진 엣지에서 인접되며,
    반복되는 패턴으로부터의 하나의 셀의 제 1 단부벽 및 반복되는 패턴으로부터의 인접한 셀의 제 2 단부벽이 상기 구조물에 강도를 제공하기 위한 재료의 연속적인 4겹 벽을 형성하도록, 셀들이 정렬되는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 반복되는 셀은 대향하는 제 1 표면 및 제 2 표면을 형성하고,
    상기 표면들은 반복되는 셀의 각각에 대한 리세스를 내부에 구비하며,
    상기 제 1 표면에 라이너가 부착되는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 표면에 추가적인 라이너가 부착되는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 단부벽들 각각에 대한 2겹 재료가 상부 접힘부에서 만나며,
    상기 4겹 벽의 두 개의 인접하는 상부 접힘부가, 제 1 표면의 일부를 형성하고, 상기 라이너를 상기 제 1 표면에 고정하는 접착제를 지지하기 위한 플랫폼으로서의 역할을 하는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 두 개의 인접하는 상부 접힘부는 상기 제 1 표면을 따라 연장하는 지지 레일의 일부를 형성하는,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 라이너가 평면형인,
    단일 시트형 재료를 포함하는 구조물.
  27. 제 21 항에 따른 구조물을 복수 개 포함하는,
    구조체.
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