KR20150042272A - 재료 시트를 지지 구조물로 접는 장치 - Google Patents

Abstract

원하는 매체의 재료 시트로부터 3차원 구조물을 형성하는 장치 및 방법이 기재되어 있다. 기재된 예들은 재료 시트를 접어 접힌 구조물을 형성하는 장치를 포함하고, 상기 장치는 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이, 및 이 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들을 제1 위치로부터 제2 위치로 상대적으로 이동시키는 적어도 하나의 작동체를 포함한다.

Description

재료 시트를 지지 구조물로 접는 장치{APPARATUS FOR FOLDING A SHEET OF MATERIAL INTO A SUPPORT STRUCTURE}

본 발명은 재료 시트(sheet)를 접는(folding) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 재료 시트를 3차원 구조물로 접는 장치에 관한 것이다.

샌드위치 구조물이 이 기술 분야에 알려져 있다. 일부 샌드위치 구조물은 롤러들 사이에 재료를 통과시키는 것에 의해 세로 홈(fluted)이 파여질 수 있는 주름진 재료(corrugated material)를 사용하여 형성된다. 다른 샌드위치 구조물은 한 겹(ply) 이상의 시트 또는 외부 라이너(liner)들 사이에 샌드위치되거나 배치될 있는 코어 재료, 예를 들어 벌집 코어 또는 발포 코어를 사용하여 형성될 수 있다.

그러나, 종래의 샌드위치 구조물은 강도, 강성, 중량 및 내구성에서 많은 단점을 나타낸다. 개선된 3차원 지지 구조물이 임의의 목적을 위하여 전체 내용이 본 명세서에 병합된 미국 특허 제7,762,932호에 설명된 바와 같이 도입된다. 구조물의 코어 또는 내부 매체(medium)를 주름지게 하는 대신에, 미국 특허 제7,762,932호에 설명된 3차원 지지 구조물은 일반적으로 페이퍼 또는 다른 접을 수 있는 매체일 수 있는 매체 시트를 3차원 구조물로 접는 것에 의해 형성된다.

주름진 구조물을 대량으로 생산하는 특정 공정이 알려져 있을 수 있지만, 접힌 3차원 구조물을 자동화된 방식으로 획득하는 방법 및 장치는 현재 이용가능하지 않다. 본 발명은 이 기술 분야에서 이 단점의 일부 또는 전부를 해결할 수 있다.

본 발명의 전술한 및 다른 특징은 첨부 도면과 함께 취한 이하 상세한 설명과 첨부된 청구범위로부터 보다 명백해질 것이다. 이들 도면은 본 발명에 따른 단지 몇몇 예만을 도시하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다는 것을 이해하면서, 첨부된 도면을 사용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 재료 시트를 지지 구조물로 접는 본 발명의 장치의 개략 사시도;
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취한 도 1의 장치의 정면도;
도 3은 도 2의 라인 3-3을 따라 취한 도 1의 장치의 측면도;
도 4는 완전히-맞물림 해제된 위치(fully-disengaged position)에 있는 도 1의 장치의 하부 절반부(bottom half)의 사시도;
도 5는 지지 구조물을 형성하는데 사용하기 위한 접히지 않은(unfolded) 재료 시트의 평면도;
도 6은 지지 구조물로 부분적으로 접힌 도 5의 재료 시트의 사시도;
도 7은 지지 구조물로 완전히 접힌 도 5의 재료 시트의 사시도;
도 8은 도 7의 라인 8-8을 따라 취한 도 7의 지지 구조물의 사시도;
도 9는 도 6에 부분적으로 접힌 도 5의 재료 시트의 일부 사시도;
도 10은 도 7의 지지 구조물의 일부를 형성하도록 완전히 접힌 도 5의 재료 시트의 일부 사시도;
도 11은 도 4의 라인 11-11을 따라 취한 도 4의 장치의 하부 절반부의 정면도;
도 12는 도 11의 라인 12-12를 따라 취한 도 4의 장치의 하부 절반부의 평면도;
도 13은 도 12의 라인 13-13을 따라 취한 도 4의 장치의 하부 절반부의 측면도;
도 14는 도 4의 장치의 하부 절반부의 주름 요소(creasing element)의 어레이(array)의 일부 측면 사시도;
도 15는 도 14의 라인 15-15를 따라 취한 도 14의 주름 요소의 어레이의 일부 평면도;
도 16은 반대된 제1 위치(opposed first position)에 있는 도 1의 장치의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 측면 사시도;
도 17은 접히지 않은 재료 시트가 사이에 배치되어 있는 반대 위치에 있는 도 16의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부에 대한 도 16과 유사한 측면 사시도;
도 18은 도 5의 접히지 않은 재료 시트의 개략 사시도;
도 19는 도 17의 라인 19-19를 따라 취한 도 16의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 정면도;
도 20은 도 19의 라인 20-20을 따라 취한 도 16의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 측면도;
도 21은 부분적으로 접힌 재료 시트가 사이에 배치되어 있는 부분적으로 맞물린 위치에 있는 도 16의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 측면 사시도;
도 22는 도 6의 부분적으로 접힌 재료 시트의 개략 사시도;
도 23은 도 21의 라인 23-23을 따라 취한 도 21의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 정면도;
도 24는 도 23의 라인 24-24를 따라 취한 도 21의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 측면도;
도 25는 완전히-맞물린 위치에 있는 도 1의 장치의 하부 절반부의 사시도;
도 26은 도 25의 라인 26-26을 따라 취한 도 25의 장치의 하부 절반부의 정면도;
도 27은 도 26의 라인 27-27을 따라 취한 도 25의 장치의 하부 절반부의 측면도;
도 28은 완전히 접힌 재료 시트가 사이에 배치되어 있는 완전히 맞물린 위치에 있는 도 16의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 측면 사시도;
도 29는 도 28의 라인 29-29를 따라 취한 도 28의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 정면도;
도 30은 도 28의 라인 30-30을 따라 취한 도 28의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부 측면도;
도 31은 도 7의 완전히 접힌 재료 시트의 일부 개략 사시도;
도 32는 재료 시트를 지지 구조물로 접는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 사시도 및 부분 개략도;
도 33은 도 32의 장치의 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 일부에 대한 도 20과 유사한 측면도;
도 34는 본 발명의 주름 요소의 어레이의 일부에 대한 다른 실시예에 관한 도 14와 유사한 측면 사시도;
도 35는 도 34의 라인 35-35를 따라 취한 도 34의 주름 요소의 어레이의 일부 정면 사시도;
도 36은 도 34의 라인 36-36을 따라 취한 도 34의 주름 요소의 어레이의 일부 정면도.

이하 상세한 설명에서 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면을 참조한다. 도면에서, 유사한 부호는, 달리 언급이 없는 한, 일반적으로 유사한 부품을 나타낸다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 설명된 예시적인 예는 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 다른 예들이 사용될 수 있고, 본 명세서에 제시된 주제의 사상과 범위를 벗어남이 없이 다른 변경이 이루어질 수 있다. 일반적으로 본 명세서에서 설명되고 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 측면은 여러 상이한 구성으로 배열되고, 대체되고, 결합되고, 분리되고 설계될 수 있는데 이들은 모두 본 명세서에서 암시적으로 고려되는 것이다.

재료 시트를 접힌 지지 구조물로 접는 장치, 시스템 및 방법이 본 명세서에서 설명되는데, 이 장치, 시스템 및 방법은, 이해되는 바와 같이, 자동화 레벨로 수행된다. 예시적인 장치는 주름 요소들의 제1 어레이 및 주름 요소들의 제2 어레이를 포함하되, 상기 제1 및 제2 어레이의 주름 요소들 각각은 재료 시트와 맞물리도록 구성된 선두 에지(leading edge)를 구비한다. 상기 장치는 상기 제1 및 제2 복수의 주름 요소들이 이격되어 있는 제1 위치로부터 주름 요소들의 상기 제1 및 제2 어레이들이 적어도 부분적으로 서로 맞물려 있는 제2 위치로 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 상대적인 움직임을 야기하여, 상기 제1 및 제2 어레이의 주름 요소들이 상기 제2 위치로 상대적으로 움직이는 동안 상기 재료 시트가 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이 사이에 배치될 수 있고 상기 주름 요소의 상기 선두 에지에 의해 접힐 수 있게 하는 적어도 하나의 제1 작동체를 더 포함한다. 상기 장치는 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이가 상기 제2 위치로 상대적으로 움직이는 동안 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들을 서로 가까이 이동시키고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들을 서로 가까이 이동시켜, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들이 서로 가까이 이동하고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들이 서로 가까이 이동하는 경우 상기 재료 시트가 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이에 의해 접혀서 상기 재료 시트를 수축(contraction)시킬 수 있게 하는 적어도 하나의 제2 작동체를 더 포함한다.

본 발명에 따라 재료 시트를 지지 구조물로 접는 예시적인 장치가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 예시적인 접는 장치(1)는 지지 구조물(3), 복수의 작동체를 구비하는 작동 조립체(5), 및 주름 요소들의 제1 또는 상부 어레이(top array)(10)와 주름 요소의 제2 또는 하부 어레이(bottom array)(12)를 구비하는 주름 조립체(7)를 포함할 수 있다. 지지 구조물(3)은 일반적으로 작동 조립체(5)와 주름 조립체(7)의 부품들 사이에 상대적인 위치를 지지하고 유지하기 위해 제공된 임의의 구조적 특징부를 포함한다. 작동 조립체(5)는 주름 조립체(creasing assembly)(7)의 부품들의 원하는 움직임, 예를 들어 서로에 대해 주름 요소와 주름 어레이(10, 12)의 움직임을 생성하고 제공하도록 구성된 펌프, 모터 또는 다른 기계적인 또는 전기적인 작동체와 같은 적절한 작동 디바이스를 포함할 수 있다. 본 발명의 상황에서, 주름 요소는 접는 요소라고 상호 교환가능하게 지칭될 수 있고, 따라서, "접는 요소"라는 용어는 "주름 요소"라는 용어의 대안적인 용어이다. 주름 조립체(7)는 설명되는 바와 같이 접힌 3차원 구조물을 얻기 위해 접는 매체와 맞물리도록 구성된 구조물을 포함한다.

주름 조립체(7)에서, 해당 복수의 개별 상부 주름 요소(13)와 하부 주름 요소(14)를 포함하는 주름 요소들의 제1 어레이(10)와 주름 요소들의 제2 어레이(12)가 제공될 수 있고, 각 주름 요소(13, 14)는 장치(1)의 동작 동안 접을 수 있는 매체와 맞물려서 원하는 패턴에 따라 매체를 접도록 구성된다. 예시적인 장치(1)에서, 주름 조립체(7)는 아래에 보다 상세히 각각 설명된 바와 같이 주름 요소(13)의 제1 또는 상부 어레이(10)와 주름 요소(14)의 제2 또는 하부 어레이(12)를 구비한다. 이해되는 바와 같이, "상부", "하부", "좌측", "우측" 및 유사한 식별자와 같은 상대적인 위치지정의 지시는 본 명세서에 개시된 예를 단지 설명하기 위하여 본 명세서에 사용된 것일 뿐 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

지지 구조물(3)은, 일반적으로 강성(rigid)일 수 있고, 작동 조립체(5)와 주름 조립체(7)의 여러 부품을 이에 장착하는데 사용될 수 있는 플랫폼 또는 판을 포함할 수 있는 복수의 지지 요소 또는 부재를 포함할 수 있다. 제1 또는 상부 지지 부재 또는 판(2)과 제2 또는 하부 지지 부재 또는 판(4)은 디바이스의 동작 동안 서로 정지해 있을 수 있어서, 본 명세서에서 정지 상부 플랫폼(2)과 정지 베이스 플랫폼(4)으로 각각 지칭될 수 있다. 제3 또는 중간 지지 부재 또는 판(6)은 상부 판(2)과 하부 판(4) 사이에 제공될 수 있다. 제3 또는 중간 판(6)은 접는 장치(1)의 동작 동안 제1 및/또는 제2 판(2, 4)에 대해 이동하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 판(2), 제2 판(4) 및 중간 판(6)은 각각 일반적으로 직사각형 형상이고, 각각은 도 1에 언급된 x-y 평면에서 연장되고, z 축을 따라 이격된 위치에 배치되고 일반적으로 서로 평행하다. 일 실시예에서, 중간 또는 이동가능한 판(6)은 상부 판(2)과 하부 판(4)에 대해 및 이 판들 사이에 z 축 또는 수직한 방향(15)을 따라 이동가능하다. 각 판(2, 4, 6)은 금속, 플라스틱 또는 세라믹과 같은 임의의 적절한 강성의 재료로 만들어질 수 있다. 다른 형상 팩터와 상대적인 배열이 본 발명의 다른 실시예에서 사용될 수 있는 것으로 이해된다.

지지 구조물(3)은 하나 이상의 지지 부재(9)를 더 포함할 수 있다. 지지 부재는 상부 판(2)과 하부 판(4) 사이에 연장되는 포스트(post) 또는 열(column)(11)로 구현될 수 있다. 가이드 열(guide column)(11)은 하부 판(2)에 대해 고정된 위치에 상부 판(4)에 장착되거나 고정되고 이 상부 판을 지지한다. 각 열은 상부 판(2)에 고정된 제1 또는 상부 단부와 하부 판(4)에 고정된 제2 또는 하부 단부를 구비한다. 열(11)은, 일부 예에서, 판(2, 4)에 대해 및 이 판들 사이에 중간 판(6)을 수직으로 이동시키기 위해 수직한 움직임 가이드로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 4개의 지지 부재 또는 열(11)이 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 판(2, 4)의 각 코너에 하나씩 제공되지만, 임의의 개수의 지지 부재(11)가 원하는 바에 따라 또는 특정 응용에 적절하게 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 일부 예에서 판 또는 플랫폼(2, 4, 6)은 예를 들어 원형일 수 있고, 상이한 개수의 열, 예를 들어 3개 또는 일부 예에서 6개 또는 8개의 열이 원하는 구성으로 판을 유지하는데 사용될 수 있다. 중간 판(6)이 상부 판과 하부 판(2, 4)에 대해 이동가능하게 하고, 이러한 움직임 동안 중간 판(6)을 가이드하도록 다른 기구, 구조물, 가이드 또는 요소가 제공될 수 있는 것으로 이해된다.

제1 판(2)과 제2 판(4) 사이에 제공된 중간 판(6)은, 예시적인 장치(1)의 동작 동안, 수직한 방향(15)으로, 예를 들어 상부 판과 하부 판(2, 4)의 각 평면에 직교하는 방향으로 및 이에 따라 z 축 또는 수직한 방향(15)을 따라 이동하도록 구성된다. 중간 판(6)의 두께를 통과하는 복수의 애퍼처(aperture) 또는 개구(opening)가 제공되어 열(11)이 판(6)을 통과하여 지나갈 수 있고 또 판(6)이 열(11)을 가이드로 사용하여 위와 아래로 이동하게 할 수 있다. 각 애퍼처는 애퍼처 내 지지 부재를 중간 판(6)에 슬라이딩가능하게 결합하기 위해 베어링 조립체 또는 임의의 다른 종래의 슬라이딩 접촉 기구(미도시)를 포함할 수 있다. 열(11)과 애퍼처의 표면들 사이에 통상적으로 마찰 없는 접촉을 제공하기 위하여 베어링이 선택될 수 있다. 일부 예에서, 애퍼처 및/또는 열의 하나 이상의 표면은 판(6)이 위와 아래로 이동함에 따라 열(11)과 애퍼처의 표면들 사이에 마찰을 감소시키고 이 표면의 마모를 최소화하기 위하여 저마찰 코팅으로 처리되거나 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 열(11)의 일부 또는 전부는 원통형이고 판(6)의 애퍼처는 원형이지만, 타원형, 직사각형 또는 정사각형과 같은 다른 협력하여 맞물리는 단면 구성이 제공될 수 있는 것으로 이해된다.

일 실시예에서, 복수의 선형 작동체, 예를 들어 실린더-피스톤 유형, 유압 또는 전기 작동체는 정지 지지 부재 또는 열(11) 대신에 사용될 수 있다. 즉, 일부 예에서, 제1 복수의 피스톤 또는 작동체(미도시)는 제1 판(2)과 중간 판(6) 사이에 제공될 수 있고 제2 복수의 피스톤(미도시)은 중간 판(6)과 제2 판(4) 사이에 제공될 수 있다. 선형 작동체들의 움직임은 원하는 바에 따라 예를 들어 프로그래밍가능한 제어기를 사용하여 제어되고/되거나 동기화되어, 이 작동체들의 움직임을 조정하고 이에 따라 z 축 또는 수직한 방향(15)을 따라 중간 판(6)의 움직임을 조정할 수 있다.

작동 조립체(5)는 일반적으로 예를 들어 도 2, 도 3, 도 16, 도 17, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)가 이격되어 있는 제1 또는 홈 위치와, 예를 들어 도 21, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)의 주름 요소들이 서로 맞물려 있는 제2 위치 사이에서 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12) 사이의 상대적인 움직임을 야기하는 작동 디바이스를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3의 예에서, 어레이(10, 12)들이 2개의 별개의 각 판 또는 플랫폼에 장착된 것에 의해, 어레이(10, 12)를 서로를 향해 이동시키거나 또는 서로 멀어지게 이동시키는 것은 이 판들 중 하나 또는 둘 모두를 서로를 향해 이동시키거나 또는 서로 멀어지게 이동시키도록 구성된 하나 이상의 작동체에 의해 달성된다. 일 실시예에서, 제1 어레이(10)는 중간 판(6)에 장착되고, 예를 들어 중간 판(6)의 하위(lower) 또는 내부를 향하는 표면에 장착되고, 제2 어레이(12)는 하부 판(4)에 장착되고, 예를 들어 하부 판(4)의 상위(upper) 또는 내부를 향하는 표면에 장착에 장착되어서, 이에 따라 어레이(10, 12)들이 서로를 향하거나 또는 서로 반대되게 형성된다. 작동 조립체(5)의 작동체는 중간 판(6)이 아래쪽으로 이동하게 하거나 또는 하부 판(4)을 향해 이동하게 하거나, 또는 하부 판(4)이 상향으로 이동하게 하거나 또는 중간 판(6)을 향해 이동하게 하거나, 또는 이들 둘 모두를 야기하게 하는 기능을 할 수 있다. 일 실시예에서 작동 조립체(5)는 중간 판(6)을 하부 판(4)과 상부 판(2)에 대해 아래쪽으로 이동시키고, 하부 판과 상부 판(4, 2)은 정지해 있고, 이런 방식으로 제1 또는 상부 어레이(10)는 상부 어레이의 주름 요소(13)들이 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)로부터 이격되어 있는 제1 또는 홈 위치로부터 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)들이 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)와 적어도 부분적으로 서로 맞물려 있는 제2 위치로 이동된다. 작동 조립체(5)는 주름 요소(13, 14) 및/또는 어레이(10, 12)를 x-y 평면, 예를 들어 길이방향과 측방향으로 이동시키도록 구성된 작동 디바이스를 더 포함할 수 있다.

장치의 예시적인 동작이 작동 조립체의 부품과 기능을 이해하는데 더 도움을 주기 위해 간략히 설명된다. 일반적으로, 동작 동안, 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12) 및 이 어레이들의 각 개별 주름 요소 또는 접는 요소(13, 14)는 x 방향과 y 방향을 따라 이동하도록 구성된다. 접는 동작의 일부 단계에서 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)의 개별 주름 요소, 예를 들어 주름 요소 또는 접는 요소(13 및 14)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 또는 완전히 팽창된 위치와, 도 25에 도시된 바와 같이 제2 또는 완전히 수축(contracted)된 위치 사이에서 이동한다. 완전히 팽창된 또는 홈 위치에서, 주름 요소(13, 14)는 주름 요소들이 서로 가까이 있는 주름 요소들이 완전히 수축된 위치에 있을 때보다 더 서로 멀리 이격되어 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 도 25 내지 도 30에 도시된 바와 같이, 인접한 주름 요소들은 적어도 서로 적어도 거의 접촉해 있거나, 각 어레이가 완전히 수축된 위치에 있을 때 사실상 서로 터치할 수 있다. 따라서 일부 경우에, 제1 또는 상부 어레이(10) 및/또는 제2 또는 하부 어레이(12)는, 예를 들어 주름 요소들이 이격되어 있을 때 팽창된 구성에 있다고 말할 수 있고 또는 예를 들어 주름 요소들이 서로 가까이 있을 때 접힌 구성에 있다고 말할 수 있다. 어레이(10 및 12)는 이 제1 및 제2 위치들 사이를 이동할 때 x 방향과 y 방향을 따라 부분적으로 팽창되거나 또는 접힌 수 개의 중간 상태를 통과할 수 있다. x 방향으로 어레이(10, 12)의 주름 요소들의 수축과 팽창은 y 방향으로 이 주름 요소의 수축과 팽창으로 조정되거나 이와 독립적으로 조정될 수 있다. 나아가, 하나의 어레이(10)에서 주름 요소(13)의 수축과 팽창은 다른 어레이(12)에 있는 주름 요소(14)의 수축과 팽창으로 조정되거나 이와 독립적으로 조정될 수 있다.

나아가, 제1 또는 상부 어레이(10)는 제2 또는 하부 어레이(12)(도 1 내지 도 3 참조)에 대해 z 축과 수직한 방향(15)을 따라 병진이동하거나 또는 위와 아래로 이동하도록 더 구성된다. 접는 동작의 일부 단계에서 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)의 개별 주름 요소, 예를 들어 주름 요소(13 및 14)는 도 1 내지 도 3, 도 16 내지 도 17에 도시된 바와 같이 제1 또는 이격된 위치 또는 서로 맞물리지 않은 위치와, 도 28 내지 도 30에 도시된 바와 같이 제2 또는 완전히 서로 맞물린 위치 사이에서 서로에 대해 이동한다. 제1 팽창된 위치에서, 주름 요소(13, 14)는 서로 더 멀리 이격되어 있고, 주름 요소(13)의 선두 에지(120)는 주름 요소(14)의 선두 에지(122)와 서로 맞물려 있지 않다. 일 실시예에서, 예를 들어 도 28 내지 도 30에 도시된 바와 같이, 주름 요소(13)의 상부 부분(150)은 어레이(10, 12)들이 서로에 대해 또는 서로 완전히 맞물릴 때 주름 요소(14)의 상부 부분(150)과 서로 완전히 맞물린다. 일 실시예에서, 주름 요소(13)의 경사진 표면(124, 126)은 어레이(10, 12)들이 서로에 대해 완전히 맞물릴 때 주름 요소(14)의 반대된 경사진 표면(124, 126)과 접촉하거나 이와 근접하여 이와 실질적으로 평행하다. 어레이(10 및 12)는 제1 및 제2 위치들 사이를 이동할 때 z 방향으로 부분적으로 서로 맞물린 수 개의 중간 단계를 통과할 수 있다. z 방향으로 어레이(10, 12)들이 서로 맞물리는 것은 x 방향과 y 방향으로 어레이들 중 하나 또는 둘 모두의 수축과 팽창으로 조정되거나 이와 독립적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 어레이(10, 12)들의 상대적인 움직임은 어레이들이 z 방향으로 서로 완전히 맞물릴 때 어레이들이 x 방향과 y 방향으로 완전히 수축되도록 조정될 수 있다. x, y 및 z 방향으로 하나의 어레이의 주름 요소 또는 접는 요소, 또는 x, y 및 z 방향으로 두 어레이의 주름 요소 또는 접는 요소를 독립적으로 또는 조정하여 이동시키는 것의 많은 조합이 장치(1)에 의해 제공될 수 있는 것으로 이해된다.

x 및/또는 y 방향을 따라 어레이(10, 12)와 주름 요소(13, 14)의 움직임은 하나 이상의 어레이 작동 조립체 또는 디바이스(22)에 의해 제공된다. 어레이들 중 하나 이상이 수직 방향(15)으로 움직이는 것은 하나 이상의 판 작동 조립체 또는 디바이스(25)를 사용하여 제공된다. 어레이와 판 작동 디바이스 또는 작동체의 이러한 조합은 각 어레이(10, 12)의 주름 요소(13, 14)의 3개의 자유도, 예를 들어 x, y 및 z 축의 모두 3개의 축을 따른 움직임을 제공하도록 구성되어, 어레이(10 또는 12)에서 각 주름 요소는 다른 어레이(12 또는 10)에 있는 주름 요소에 대해 x, y 및 z 축을 따라 이동가능하다. 그리하여, 예를 들어, 상부 어레이(10)에서 각 주름 요소(13)는 하부 어레이(12)에 있는 주름 요소(14)에 대해 모두 3개의 직교하는 x, y 및 z 축을 따라 이동가능하다. 일 실시예에서, 주름 요소(13, 14)는 모든 축을 따른 회전 움직임이 억제되지만, 하나의 축이나 임의의 축의 조합을 따라 회전하거나 선회하는 주름 요소들의 어레이가 제공되어 여러 굴곡된 구조물이 본 명세서에 설명된 장치를 사용하여 조작되거나 형성될 수 있는 것으로 이해된다.

일반적으로, 어레이(10, 12)와 개별 주름 요소(13, 14)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 재료 시트를 접힌 지지 구조물로 접는 것을 달성하기 위해 원하는 타이밍 또는 시퀀스에 따라 x, y 및 z 축을 따라 선형 운동을 하도록 구성된다. 어레이와 주름 요소의 상대적인 움직임의 타이밍과 시퀀스는 예를 들어 작동 조립체(5)에 유선 또는 무선 통신에 의해 동작가능하게 연결된 하나 이상의 수동 또는 프로그래밍가능한 제어기(미도시)로 제어될 수 있다.

일 실시예에서, 판 작동은 유압, 공압 또는 전기 또는 현재 알려지거나 또는 차후에 개발된 임의의 다른 선형 작동체일 수 있는 하나 이상의 선형 작동체(8), 예를 들어 피스톤-유형 작동체를 포함하는 판 작동 조립체 또는 디바이스(25)에 의해 달성될 수 있다. 본 예에서, 하우징(8a)과 이 하우징(8a)으로부터 선형으로 연장가능한 피스톤(8b)을 구비하는 단일 작동체(8)가 사용되고, 여기서 피스톤(8b)의 제1 또는 자유 단부는 중간 또는 이동가능한 판(6)에 고정되고 하우징(8a)은 상부 판(2)에 고정된다. 이런 방식으로, 피스톤(8b)의 제1 단부가 작동체 하우징(8a)으로부터 멀어지게 이동하거나 이 하우징으로부터 연장되기 때문에, 판(6)은 z 방향을 따라 하부 판(4)에 더 가까운 위치로 열(11)에서 아래쪽으로 병진이동되거나 또는 이동되어서, 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)들이 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)와 서로 맞물리도록 하는 것에 의해 z 방향으로 주름 조립체(7)를 수축시킨다. 피스톤(8b)이 하우징(8a)으로 수축(retract)될 때, 이동가능한 판(6)은 하부 판(4)으로부터 멀어지게 및 상향으로 병진이동되거나 또는 이동되어서, 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)들이 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)로부터 멀어지게 이동하게 하는 것에 의해 z 방향을 따라 주름 조립체(7)를 팽창시킨다.

이해되는 바와 같이, 일부 예에서, 임의의 개수의 작동체(8)가 판 작동 디바이스 또는 조립체(25)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 2개 이상의 작동체(8)와 일부 실시예에서 더 작은 수의 작동체(8)가 단일 중심 작동체(8) 대신에 사용될 수 있다. 다른 예에서, 4개의 작동체(8)가 사용될 수 있고, 이 작동체는 예를 들어 장치(1)의 각 코너에, 예를 들어 상부 판(2)과 중간 판(6)의 각 코너에 위치될 수 있다. 전술한 바와 같이 일부 예에서, 판(6)의 선형 작동은 지지 부재 또는 열(11)을 능동 부품, 예를 들어 선형 작동체로 대체하는 것에 의해 달성될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서, 랙과 피니언 기어 기구(rack and pinion gearing mechanism)가 중간 판(6)의 선형 작동을 제공하는데 사용될 수 있다. 현재 알려지거나 또는 차후에 개발될 임의의 다른 작동 디바이스(8)를 사용하여 판(6)을 이동시켜 어레이(10, 12)들을 더 가까이 및 더 멀어지게 이동시켜, 어레이(10, 12)들 중 하나 또는 둘 모두의 수직 움직임을 제공할 수 있다.

작동 조립체(5)는 주름 요소(13, 14)와 x 및/또는 y 방향을 따라 개별 주름 요소(13, 14)의 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)의 움직임, 예를 들어 x-y 평면으로 측방향 및/또는 길이방향 움직임을 제공하는 어레이 작동 조립체 또는 디바이스(22)를 더 포함할 수 있다. 어레이 작동 조립체(22)는 유압, 공압 또는 전기적인 작동체, 피스톤-유형 또는 다른 것의 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 예에서, 어레이 작동 조립체(22)는 하나 이상의 유압 또는 공압으로-구동되는 회전식 작동체를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 전기적인 모터 또는 다른 전기적인 작동체는 x-y 평면에서 어레이(10, 12)와 연관된 주름 요소(13, 14)에 원하는 움직임을 제공하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 상황에서 사용되는 x-y 평면은, 일부 기준 x-y 평면, 예를 들어 도 1에 도시된 x-y 평면 및 기준 x-y 평면과 평행한 임의의 평면을 말하는 것을 의미한다.

장치(1)의 일 실시예에서, 주름 요소들의 어레이(10, 12)의 길이방향과 측방향 작동을 야기하는 어레이 작동 조립체(22)는 제1 또는 상부 회전식 작동체(18)와 제2 또는 하부 작동체(20)와 같은 복수의 회전식 작동체를 포함한다. 어레이 작동 조립체는 각 작동체(18, 20)의 샤프트의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하기 위해 제1 또는 상부 기어 기구(42)와 제2 또는 하부 기어기구(45)와 같은 복수의 움직임 변환기 또는 트랜스미션 기구를 더 포함할 수 있다. 기어 기구(42, 45)는 랙과 피니언 유형일 수 있고, 일 실시예에서 중심 기어 또는 피니언과 한 쌍의 선형 바 기어(bar gear) 또는 랙을 포함할 수 있고, 한 쌍의 랙 각각은 피니언 기어의 대향 측에 배치되고 피니언 기어의 톱니(teeth)와 맞물릴 수 있다. 각 기어 기구(42, 45)의 부품은 금속 또는 플라스틱과 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 장치(1)의 일 실시예에서, 4개의 회전식 상부 작동체(18)는 중간 판(6)에 장착되고 판(6)과 함께 위와 아래로 이동하고, 4개의 회전식 하부 작동체(20)는 하부 판(2)에 장착되고 이 판(2)에 정지해 있다. 복수의 작동체(18 및 20) 각각은 각 랙과 피니언 조립체(42 및 45)의 원형 기어 또는 피니언 중 하나를 회전시켜 각 랙과 피니언 조립체(42 및 45)의 관련된 바 기어 또는 랙을 x 또는 y 방향을 따라 병진이동하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 특정 결합 디바이스가, 원하는 경우, 단일 작동체의 회전 운동을 복수의 랙과 피니언 조립체에 결합시키는데 사용될 수 있어, 더 적은 개수의 작동체가 요구될 수 있다.

도 4 및 도 11 내지 도 13은 접는 장치(1)의 하부 절반부(1a)와, 구체적으로 하부 판(4), 하부 작동체(20), 하부 랙과 피니언 조립체(45), 및 이 하부 판(4)에 장착되고 보다 구체적으로 하부 랙과 피니언 조립체(45)에 의해 지지되는 하부 어레이(12)의 사시도, 측면도 및 평면도를 도시한다. 하부 절반부 조립체(1a)는 전술한 바와 같은 4개의 회전식 작동체(20)와, 아래에 보다 상세히 설명된 4개의 랙과 피니언 기어 세트(45a, 45b, 45c 및 45d)를 포함한다. x 축을 따라 배열되고 x 방향 움직임을 위해 구성된 제1 하부 랙과 피니언 기어 조립체(45a)는 제1 x-피니언(17)과 제1 쌍의 x-랙을 포함하고, 이 제1 쌍의 x-랙은 내부 바 기어 또는 랙(19)과 외부 바 기어 또는 랙(21)을 포함한다. 제1 쌍의 x-랙은 제1 쌍의 x-레일에 제공된다. 즉, 내부 랙(19)은 내부 레일(23)에 슬라이딩가능하게 결합되고, 외부 랙(21)은 각 경우에 예를 들어 베어링 기구 또는 베어링(40) 세트에 의하여 슬라이딩가능하게 외부 레일(24)에 결합된다. 현재 알려지거나 또는 차후에 개발된 임의의 베어링 기구는 내부 랙과 외부 랙(17, 19)을 각 내부 및 외부 레일(23, 24)에 슬라이딩가능하게 결합하는데 사용될 수 있다. x-레일(23 및 24)은, 임의의 적절한 수단에 의하여, 예를 들어 볼트 결합에 의하여, 용접에 의하여 또는 다른 방식으로 부착되는 것에 의하여 하부 판 또는 플랫폼(2)에 강성으로 장착될 수 있다. 제1 x-피니언(17)은 어레이 작동 조립체 또는 디바이스(22)의 동작 동안 제1 회전식 작동체(20a)에 결합되고 이에 의해 회전되는데, 이 회전은 예를 들어 도 4 및 도 25를 비교하여 도시된 바와 같이 x 방향으로 x-레일을 따라 슬라이딩하도록 구성된 랙(19, 21)으로 전달된다. 이러한 움직임 또는 병진이동 동안, 피니언(17)에서 외부 기어 톱니는 작동체(20a)에 의해 회전되고 랙(19, 24)의 각 톱니와 맞물려 랙이 각 레일(23, 24)에서 대향하는 선형 방향으로, 즉 조립체(45a)의 수축 운동으로 서로를 향하는 방향으로 또는 조립체(45a)의 신장 운동으로 서로 멀어지는 방향으로 슬라이드 또는 이동하게 한다.

제2 하부 랙과 피니언 기어 조립체(45c)는 x 축을 따라 더 배열되고 x 방향 움직임을 위해 구성된다. 제2 랙과 피니언 기어 조립체(45c)는 일반적으로 제1 하부 랙과 피니언 기어 조립체(45a)와 대향하여 배치되는데, 즉 주름 요소(13)의 하부 어레이(12)의 대향하는 면에 배치된다. 제2 기어 조립체(45c)는 구조와 동작이 제1 기어 조립체(45a)와 실질적으로 유사하고, 제2 x-피니언(37)과 제2 쌍의 x-랙을 포함하는데, 이 제2 쌍의 x-랙은 제2 내부 바 기어 또는 랙(39)과 제2 외부 바 기어 또는 랙(41)을 포함한다. 제2 쌍의 x-랙은 제2 쌍의 x-레일에 제공되고, 이 레일은 판(2)에 장착된다. 즉, 제2 내부 랙(39)은 제2 내부 레일(43)에 슬라이딩가능하게 결합되고, 제2 외부 랙(41)은 임의의 적절한 수단에 의하여 예를 들어 각 베어링(40) 세트에 의하여 제2 외부 레일(44)에 결합된다. 제2 x-피니언(37)은 디바이스의 동작 동안 회전식 작동체(20c)에 결합되어 이에 의해 회전되는데, 피니언(37)의 회전은 제1 하부 랙과 피니언 기어 조립체(45c)에 대하여 전술한 방식으로 x 방향으로 랙(39 및 41)을 병진이동시키는데 사용된다.

조립체(45a 및 45c)와 실질적으로 각각 유사한 2개의 추가적인 랙과 피니언 기어 조립체(45b, 45d)는 조립체(45a 및 45c)의 움직임과 직교하는 방향으로 y 방향 움직임을 위해 y 방향을 따라 제공되고 구성될 수 있다. 제3 랙과 피니언 기어 조립체(45b)는 제3 피니언 기어 또는 제1 y-피니언 기어(27)를 포함하고 제3 쌍의 랙은 제3 내부 바 기어 또는 랙(28)과 제3 외부 바 기어 또는 랙(26)을 포함하는 제1 쌍의 y-랙으로도 알려져 있다. 기어 조립체(45a)와 유사하게, 랙(28 및 26)은 임의의 적절한 수단에 의하여 예를 들어 각 베어링(40) 세트에 의하여 제3 내부 레일(29)과 제3 외부 레일(30)과 같은 제1 쌍의 y-레일이라고도 지칭되는 제3 쌍의 레일에 슬라이딩가능하게 결합되거나 이와 맞물리고, 랙(28 및 26)은 제1 하부 랙과 피니언 기어 조립체(45d)에 대해 전술한 방식으로 제3 피니언 기어(27)에 연결된 제3 작동체(80b)의 회전에 응답하여 y 방향을 따라 횡단하도록 구성된다. 유사하게, 제4 랙과 피니언 조립체(45d)는 제3 랙과 피니언 기어 조립체(45b)로부터 주름 요소(14)의 하부 어레이(12)의 대향 측에 제공된다. 제4 랙과 피니언 기어 조립체(45d)는 제4 피니언 기어 또는 제1 y-피니언 기어(47)와 제4 쌍의 랙을 포함하는데, 이 제4 쌍의 랙은 제4 내부 바 기어 또는 랙(48)과 제4 외부 바 기어 또는 랙(46)을 포함하는 제2 쌍의 y-랙으로도 알려져 있다. 제3 기어 조립체(45b)와 유사하게, 랙(48 및 46)은 임의의 적절한 수단에 의하여 예를 들어 각 베어링(40) 세트에 의하여 제4 내부 레일(49)과 제4 외부 레일(50)과 같은 제2 쌍의 y-레일이라고도 지칭되는 제4 쌍의 레일에 슬라이딩가능하게 결합되거나 이와 맞물리고, 랙(48 및 46)은 제1 하부 랙과 피니언 기어 조립체(45d)에 대해 전술한 방식으로 제3 피니언 기어(47)에 연결된 제4 작동체(80d)의 회전에 응답하여 y 방향을 따라 횡단하도록 구성된다.

작동 조립체(22)는, 하부 어레이(12)에 동작가능하게 결합되고 어레이(12)를 접히도록 구성된 복수의 x-푸시/풀(push/pull) 또는 병진이동 바(51, 52)와 y-푸시/풀 또는 병진이동 바(53, 54)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 푸시/풀 또는 병진이동 바(51-54) 각각은 대향하는 단부에서 대향하는 각 랙 기어에, 예를 들어 전술한 대향하는 랙 세트에 결합된 일반적으로 세장형 부재(elongate member)일 수 있다. 푸시/풀 바는 하부 어레이(12)의 면에 더 결합될 수 있고, 또는 일반적으로 내부쪽 힘을 가하여 전술한 랙과 피니언 조립체의 힘 아래에서 하부 어레이(12)가 수축하거나 또는 접히도록 구성될 수 있다. 푸시/풀 바는 또한 일반적으로 외부쪽 힘을 가하여 전술한 랙과 피니언 조립체의 힘 아래에서 하부 어레이(12)가 팽창하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 x-푸시/풀 바(51)는 푸시/풀 바(51)의 길이방향이 y 방향으로 연장되도록 배치된다. 푸시/풀 바(51)는, 각 경우에 접착제 또는 하나 이상의 패스너와 같은 임의의 적절한 수단에 의하여, 제1 단부에서 제1 랙과 피니언 조립체(45a)의 외부 랙(21)의 일 단부의 상부에 부착되고, 대향하는 제2 단부에서 제2 랙과 피니언 조립체(45c)의 내부 랙(39)의 단부의 상부에 부착된다. 바(51)의 중심 부분은 도 12에서 좌측면과 같이 하부 어레이(12)의 면에 접하고, 어레이(12)의 주름 요소(14)들 중 하나에 및 바(51)에 각각 연결된 적어도 하나의 및 일 실시예에서 복수의 제1 y-가이드(57)에 의하여 어레이(12)의 이 면에 부착된다. 그리하여, 도 12에서 반시계방향으로 제1 및 제2 작동체(20a 및 20c)의 조정된 회전은 x 방향으로 랙(21 및 39)의 조정된 움직임을 야기하여 제1 x-푸시/풀 바(51)가 x 방향으로 병진이동하거나 푸시하거나 이동하게 하여 하부 어레이(12)의 좌측을 우측으로 가압하게 한다. 제2 x-푸시/풀 바(52)는 y 방향으로 유사하게 연장되고, 각 경우에 접착제 또는 하나 이상의 패스너와 같은 임의의 적절한 수단에 의하여, 제1 단부에서 제1 랙과 피니언 조립체(45a)의 내부 랙(19)의 일 단부의 상부에 부착되고, 대향하는 제2 단부에서 제2 랙과 피니언 조립체(45c)의 외부 랙(41)의 단부의 상부에 부착된다. 제2 x-푸시/풀 바(52)의 중심 부분은 도 12의 우측면과 같이 하부 어레이(12)의 면에 접하고, 어레이(12)의 주름 요소(14)들 중 하나에 및 바(52)에 각각 연결된 적어도 하나의 및 일 실시예에서 복수의 제2 y-가이드(58)에 의하여 어레이(12)의 이 면에 부착된다. 도 12에서 반시계방향으로 제1 및 제2 작동체(20a 및 20c)의 전술한 조정된 회전으로부터 야기되는 랙(19 및 41)의 조정된 움직임은 푸시/풀 바(52)가 x 방향으로 병진이동하거나 푸시하거나 이동하게 하여 이에 의해 하부 어레이(12)의 전체 우측을 좌측 또는 제1 x-푸시/풀 바(51)로 가게 하거나 스위프(sweep)하거나 가압하게 한다.

유사한 방식으로, 제1 y-푸시/풀 바(53)와 제2 y-푸시/풀 바(54)는 랙과 피니언 조립체(45b 및 45d)에 결합되고 이들 사이에 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 y-푸시/풀 바(53)는, 각 경우에 접착제 또는 하나 이상의 패스너와 같은 임의의 적절한 수단에 의하여, 제1 단부에서 제3 랙과 피니언 조립체(45b)의 외부 랙(26)의 일 단부의 상부에 부착되고, 대향하는 제2 단부에서 제4 랙과 피니언 조립체(45d)의 내부 랙(38)의 단부의 상부에 부착된다. 바(53)의 중심 부분은 도 12의 정면과 같이 하부 어레이(12)의 면에 접하고, 어레이(12)의 주름 요소(14)들 중 하나에 및 바(53)에 각각 연결된 적어도 하나의 및 일 실시예에서 복수의 제1 x-가이드(55)에 의하여 어레이(12)의 이 면에 부착된다. 그리하여, 도 12에서 반시계방향으로 제3 및 제4 작동체(20b 및 20d)의 조정된 회전은 y 방향으로 랙(26 및 48)의 조정된 움직임을 야기하여 제1 y-푸시/풀 바(53)가 y 방향으로 병진이동하거나 푸시하거나 이동하게 하여 하부 어레이(12)의 정면이 후면으로 가압하게 한다. 제2 y-푸시/풀 바(54)는 x 방향으로 유사하게 연장되고, 각 경우에 접착제 또는 하나 이상의 패스너와 같은 임의의 적절한 수단에 의하여, 제1 단부에서 제3 랙과 피니언 조립체(45b)의 내부 랙(28)의 일 단부의 상부에 부착되고, 대향하는 제2 단부에서 제4 랙과 피니언 조립체(45d)의 외부 랙(46)의 상부 단부에 부착된다. 제2 y-푸시/풀 바(54)의 중심 부분은 도 12에서 후면이나 후방과 같이 하부 어레이(12)의 면에 접하고, 어레이(12)의 주름 요소(14)들 중 하나에 및 바(54)에 각각 연결된 적어도 하나의 및 일 실시예에서 복수의 제2 x-가이드(56)에 의해 어레이(12)의 이 면에 부착된다. 도 12에서 반시계방향으로 제3 및 제4 작동체(20b 및 20d)의 전술한 조정된 회전으로부터 야기되는 랙(28 및 46)의 조정된 움직임은 푸시/풀 바(54)가 x 방향으로 병진이동하거나 푸시하거나 이동하게 하여 이에 의해 하부 어레이(12)의 전체 후면을 정면 또는 제1 y-푸시/풀 바(53) 쪽으로 가게 하거나 스위프하거나 가압하게 한다. 제3 랙과 피니언 조립체(45b) 및 제4 랙과 피니언 조립체(45d)는 하부 판(4)에 대해 z 평면에서 더 높이 위치되고, 조립체(45b 및 45d)에 장착되고 이들 사이에 연장되는 제1 y-푸시/풀 바(53)와 제2 y-푸시/풀 바(54)는 제1 x-푸시/풀 바(51)와 제2 x-푸시/풀 바(52)보다 더 높이 위치되어 y-푸시/풀 바(53 및 54)의 진행이 x-푸시/풀 바(51 및 52)의 진행과 간섭하지 않는다.

하부 어레이(12)의 중간 부분에 결합된 하나 이상의 가이드는 x 방향과 y 방향으로 하부 어레이(12)의 균일한 팽창과 수축을 제공하도록 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 제1 x-가이드(55)는 제1 y-푸시/풀 바(53)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있고, 복수의 제2 x-가이드(56)는 제2 y-푸시/풀 바(54)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 제1 x-슬라이드 바(59a)는 베어링과 같은 임의의 적절한 수단에 의하여 제1 x-슬라이드 바에 각각 슬라이딩가능하게 결합되거나 이에 의해 지지될 수 있는 제1 x-가이드(55)를 슬라이딩가능하게 지지하는 제1 y-푸시/풀 바(53)에 제공되거나 이에 장착될 수 있다. 유사하게, 제2 x-슬라이드 바(59c)는 베어링과 같은 임의의 적절한 수단에 의하여 제2 x-슬라이드 바에 각각 슬라이딩가능하게 결합되거나 이에 의해 지지될 수 있는 제2 x-가이드(56)를 슬라이딩가능하게 지지하는 제2 y-푸시/풀 바(54)에 제공되거나 이에 장착될 수 있다. 각 쌍의 제1 x-가이드(55)와 제2 x-가이드(56)는 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)의 특정 열의 대향하는 단부들에 고정될 수 있다. 이런 방식으로, 제1 x-가이드(55)와 제2 x-가이드(56) 중 하나 이상은 어레이(12)가 x 방향으로 수축되거나 또는 팽창될 때 각 x-슬라이드 바 또는 레일(59a, 59c) 위를 슬라이드 또는 진행할 수 있다. 도면에 도시되고 예를 들어 도 12에 도시된 일 실시예에서, 한 쌍의 가이드(55, 56)는 주름 요소(14)의 최좌측 열, 주름 요소(14)의 최우측 열, 주름 요소(14)의 좌측 중간 열, 및 주름 요소(14)의 우측 중간 열 각각의 하부와 상부에 각각 고정된다.

유사한 방식으로, 복수의 제1 y-가이드(57)는 제1 x-푸시/풀 바(51)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있고, 복수의 제2 y-가이드(58)는 제2 x-푸시/풀 바(52)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 제1 y-슬라이드 바(59d)는 베어링과 같은 임의의 적절한 수단에 의하여 제1 y-슬라이드 바에 각각 슬라이딩가능하게 결합되거나 이에 의해 지지될 수 있는 제1 y-가이드(57)를 슬라이딩가능하게 지지하는 제1 x-푸시/풀 바(51)에 제공되거나 이에 장착될 수 있다. 유사하게, 제2 y-슬라이드 바(59b)는 베어링과 같은 임의의 적절한 수단에 의하여 제2 y-슬라이드 바에 각각 슬라이딩가능하게 결합되거나 이에 의해 지지될 수 있는 제2 y-가이드(58)를 슬라이딩가능하게 지지하는 제2 x-푸시/풀 바(52)에 제공되거나 이에 장착될 수 있다. 각 쌍의 제1 y-가이드(57)와 제2 y-가이드(58)는 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)의 특정 행(row)의 대향하는 단부에 고정될 수 있다. 이런 방식으로, 제1 y-가이드(57)와 제2 y-가이드(58) 중 하나 이상은 어레이(12)가 y 방향으로 수축되거나 또는 팽창될 때 각 y-슬라이드 바 또는 레일(59b, 59d) 위를 슬라이드 또는 진행하도록 구성될 수 있다. 도면에 도시되고 예를 들어 도 12에 도시된 일 실시예에서, 한 쌍의 y-가이드(57, 58)는 주름 요소(14)의 최상부 행과 주름 요소(14)의 최하부 행 각각의 좌측과 우측에 각각 고정된다. 복수의 x-가이드(55, 56)는 각 주름 요소에 부착하기 위해 z 축을 따라 제1 방향으로, 예를 들어, 상향 방향으로 y-푸시/풀 바에 대해 연장될 수 있는 반면, 복수의 y-가이드(57, 58)는 각 주름 요소에 부착하기 위해 z 축을 따라 제2 반대 방향으로, 예를 들어, 하향 방향으로 x-푸시/풀 바에 대해 연장될 수 있다. 이런 방식으로, x-가이드와 y-가이드는 서로 간섭 없이 각 레일 또는 슬라이드-바를 따라 슬라이딩할 수 있다. 푸시/풀 바, 가이드 및 어레이의 주름 요소들 사이에 상호 작용이 아래에서 보다 상세히 설명된다.

이해되는 바와 같이, 디바이스의 일반적인 동작 동안, 한 쌍의 x-푸시/풀 바(51 및 52)는 일반적으로 외부 랙과 내부 랙(21, 29) 세트와 내부 랙과 외부 랙(19, 41) 세트를 각각 병진이동시키는 제1 및 제2 작동체(20a, 20c)에 의해 각각 구동되는 제1 및 제2 피니언 기어(17, 37)의 회전으로부터 서로를 향하는 방향으로 또는 서로 멀어지는 방향으로 조정된 방식으로 이동한다. 즉, 디바이스의 정상 동작 동안, 좌측 또는 제1 푸시/풀 바(51)는 우측으로 이동할 수 있는 반면, 우측 또는 제2 푸시/풀 바(52)는 좌측으로 이동하여 일반적으로 내부쪽 또는 압축력을 x 방향으로 어레이(12)의 대향하는 좌측면과 우측면에 가할 수 있다. 하부 어레이(12)의 이러한 일부 또는 전체 수축 후에, 좌측 또는 제1 푸시/풀 바(51)는 좌측으로 이동할 수 있는 반면, 우측 또는 제2 푸시/풀 바(52)는 우측으로 이동하여 일반적으로 외부쪽 또는 인장력을 x 방향으로 어레이(12)의 대향하는 좌측면과 우측면에 가하여 주름 요소(14)들을 서로 이격시켜 어레이(12)를 팽창시킬 수 있다. 하부 어레이(12)의 x 방향의 수축과 팽창에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로, 피니언(27, 47)과 작동체(20b, 20d)에 의해 각각 구동되는 랙(26, 24)과 랙(28, 46)의 조정된 움직임은 y 방향으로 하부 어레이(12)를 접거나 또는 팽창시키도록 길이방향 푸시/풀 바(53 및 54)를 서로를 향하는 방향으로 또는 서로 멀어지는 방향으로 유사하게 구동하거나 스위프할 수 있다. 일 실시예에서, 후술하는 바와 같이 이러한 동작은, 예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이, 평면에서 보았을 때 x 방향과 y 방향으로 하부 어레이(12)에서 주름 요소(14)의 일대일 수축 또는 일대일 팽창을 야기하고, 일 실시예에서 x 방향에서 어레이(12)의 움직임은 y 방향에서의 어레이(12)의 움직임으로 조정되어 x 방향으로 수축 또는 팽창이 y 방향에서의 수축 또는 팽창과 일대일이 되게 한다. 가이드(55 내지 8)는 각 바(53, 54, 51, 52)를 어레이의 면에 고정하는 역할을 하여, 어레이의 균일한 팽창과 수축을 제공하고 z 축을 따라 어레이의 전부 또는 임의의 일부의 원치 않는 움직임이나 왜곡을 최소화하는 역할을 한다. 도시된 실시예에서 랙과 피니언 조립체(42, 45)는 각 쌍의 푸시/풀 바의 조정된 움직임을 생성하도록 구성되는데, 예를 들어 바(51 및 52)는 일체로 이동하고 바(53 및 54)는 일체로 이동하지만, 다른 작동 조립체들은 각 개별 푸시/풀 바가 각 방향을 독립적으로 횡단할 수 있도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 랙과 피니언 기어 대신에, 각 개별 푸시/풀 바는 별개의 작동체에 결합될 수 있어서, 각 푸시/풀 바는 어레이의 면들 중 하나 이상이 어레이의 타면보다 상이한 정도로 이동하도록 개별적으로 구동될 수 있다.

일 실시예에서, 상부 어레이(10)는 하부 어레이(12)와 실질적으로 동일하고, 상부 어레이(10)의 작동 조립체(22)는 하부 어레이(12)의 작동 조립체(22)와 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 제1 내지 제4 상부 작동체(18a 내지 18d)는 각 제1 내지 제4 하부 작동체(20a 내지 20d)와 실질적으로 동일하고, 각 제1 내지 제4 하부 랙과 피니언 조립체(45a 내지 45d)와 실질적으로 동일한 제1 내지 제4 랙과 피니언 조립체 또는 다른 적절한 기어 기구(42a 내지 42d)에 각각 결합된다. 일 실시예에서, 상부 작동체(18a 내지 18d)와 랙과 피니언 조립체(42a 내지 42d)는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 각 하부 작동체(20a 내지 20d) 하부 랙과 피니언 조립체(45a내지 45d)와 대향하여 정렬되거나 정합(registered)된다. 일 실시예에서 상부 작동 조립체(22)는 하부 어레이(12)에 대해 전술한 x 및 y 푸시/풀 바 및 가이드와 실질적으로 동일한 x 및 y 푸시/풀 바 및 가이드를 더 포함한다. 상부 작동 조립체(22)는 하부 어레이(12)에 대해 하부 작동 조립체의 동작에 대해 실질적으로 전술한 바와 동일한 방식으로 상부 어레이(10)에 대해 동작할 수 있다. 동일한 참조 부호는 본 명세서에서 상부 작동 조립체(22)와 하부 작동 조립체(22)의 동일한 부품을 기술하고 식별하는데 사용되었다.

예를 들어 x 및 y 방향을 따라 어레이의 원하는 수평 움직임을 제공하는 다른 형상 팩터, 조립체 또는 기구가 사용될 수 있다. 이런 점에서, 다른 조립체 또는 기구, 예를 들어 풀리와 구동 벨트는, 작동 조립체(22)의 동력 발생 부품, 예를 들어 작동체(20) 또는 다른 적절한 펌프, 모터 또는 피스톤에 의하여 생성된 움직임을 전달하기 위해 기어 대신에 사용되거나 기어와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 예를 들어, 하부 어레이(12)의 x 및 y 방향의 작동 또는 움직임은 하나 이상의 전기적인 모터에 의해 직접 구동되어 작동 조립체(22)가 랙과 피니언 조립체(42 및 45)와 같은 임의의 기어 또는 풀리를 포함하지 않게 할 수 있다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 또는 상부 어레이(10)와 제2 또는 하부 어레이(12)는 각 주름 요소(13, 14)의 행이 y 축에 정렬되도록 배치된 반면, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)는 각 주름 요소(13, 14)의 상부 열과 하부 열(31, 32)이 x 축에 정렬되지 않도록 배치되는데, 이는 아래에서 보다 상세히 설명된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 주름 요소(13)의 복수의 제1 또는 상부 열(31) 각각은 주름 요소(14)의 복수의 제2 또는 하부 열(32) 각각의 우측이나 좌측으로 오프셋(offset)된다. 일 실시예에서, 상부 어레이(10)는 하부 어레이(12)(도 2 참조)보다 하나 더 적은 수의 열(31)을 구비한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 주름 요소(13)의 복수의 제1 또는 상부 행(33) 각각은 주름 요소(14)의 복수의 제2 또는 하부 행(34) 각각과 일직선이다. 일 실시예에서, 상부 어레이(10)의 수 또는 행(33)은 하부 어레이(12)에 있는 행(34)의 수와 동일하다. 각 어레이(10, 12)의 주름 요소(13, 14)는 서로에 대해 규칙적으로 이격되어 있어, 인접한 상부 열(31)들 사이 및 인접한 하부 열(32)들 사이의 상대적인 간격뿐만 아니라 인접한 상부 열과 하부 열(31, 32) 사이의 오프셋이 동일할 수 있고, 이에 도 2에 도시된 바와 같이 열들 사이의 간격이 동일함은 물론, 상부 열과 하부 열 사이의 오프셋 거리가 동일할 수 있다. 유사하게, 인접한 상부 행(33)들 사이의 상대적인 간격이 동일할 뿐만 아니라 인접한 하부 행(34)들 사이의 상대적인 간격이 동일할 수 있다.

일부 예에서, 어레이들 중 하나의 어레이의 주름 요소의 열, 예를 들어 제1 어레이(10)의 열(31)은, 다른 어레이의 열들 사이에, 예를 들어 제2 어레이(12)의 열(32)들 사이에 실질적으로 센터링될 수 있다. 일부 예에서, 주름 요소는 주름 요소의 일부 열들이 주름 요소의 다른 열보다 서로 더 가까이 있다는 점에서 규칙적으로 이격되어 있지 않을 수 있고 이에 의해 장치가 본 발명을 고려하여 더 설명되고 이해되는 바와 같이 접힌 구조물의 최종 셀들 사이에 상이한 간격을 달성하도록 동작할 수 있다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 장치(1)의 동작의 일부 단계에서 주름 요소의 각 행(33, 34)은 주름 요소(13)의 제1 또는 상부 행(33)이 주름 요소(14)의 대응하는 제2 또는 하부 행(34)과 동일한 x-z 평면에 있다는 점에서 정렬된다. 그러나, 상부 주름 어레이와 하부 주름 어레이(10, 12) 각각이 자체 독립적인 작동 조립체(22)를 구비하므로, 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12) 각각은 x-y 평면에서 서로에 대해 및 서로 독립적으로 이동할 수 있는데, 예를 들어 팽창하거나 수축할 수 있다. 나아가, 일부 실시예에서 동작의 특정 단계 동안, 제1 어레이(10)의 주름 요소 또는 접는 요소의 행(33)은 제2 어레이(12)의 주름 요소 또는 접는 요소의 행(34)과 정렬되거나 정렬되지 않을 수 있다. 나아가, 독립적인 작동 조립체(22)는 제2 어레이가 y 방향으로 어레이의 임의의 팽창이나 수축과 독립적으로 x 방향으로 팽창하거나 수축하게 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 장치(1)는 장치(1)의 작동 디바이스 또는 조립체(5), 예를 들어 작동체(8, 18 및 20) 중 하나 이상에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제어기(미도시)는 매체를 접기 위하여 미리 결정된 방향과 단계 시퀀스에 따라 주름 요소(13, 14)의 어레이(10, 12)를 작동 조립체(22)를 사용하여 병진이동시키도록 프로그래밍될 수 있다.

본 명세서에 개시된 장치 및 방법을 사용하여 형성될 수 있는 예시적인 접을 수 있는 매체(60)와 3차원 지지 구조물(61)은, 이제 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명된다. 여러 3차원 지지 구조물은, 임의의 목적을 위하여 전체 내용이 본 명세서에 병합된 미국 특허 제7,762,938호(권리자: 게일(Gale))에 설명된 개시된 시스템 및 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 일부 예에서, 3차원 구조물은 유연한 재료, 예를 들어 접는 매체(60)의 하나 이상의 시트를 여러 패턴으로 접는 것에 의해 형성될 수 있다. 유연한 재료 또는 매체(60)는 페이퍼 또는 다른 셀룰로스 제품, 금속, 플라스틱, 혼합 또는 다른 재료일 수 있다. 재료(60)는 가변 등급과 두께일 수 있고, 사용자 선호도에 기초하여 현재 상업적으로 이용가능하거나 차후에 개발된 여러 제품으로부터 선택될 수 있다.

일부 예에서, 일반적으로 직사각형의 접힌 구역(region), 예를 들어 셀(63)의 쪽매 붙임(tessellation)이 더 설명된 바와 같이 한정된다. 그러나, 일부 예에서, 실질적으로 임의의 형상 또는 패턴이 원하는 3차원 지지 구조물에 따라 달성될 수 있고 개별 주름 요소(13, 14)와 주름 요소의 어레이(10, 12)의 특정 구현이 사용된다. 일부 예에서, 셀의 어레이 또는 쪽매 붙임은 규칙적인 패턴을 한정할 수 있고, 또는 예로서, 셀은 불규칙적으로 배열될 수 있다. 일부 셀은 동일한 쪽매 붙임으로 다른 셀과 상이한 사이즈를 구비할 수 있다. 예를 들어, 좁은 셀 그룹이 더 넓은 셀 그룹들 사이에 배치되어 추가적인 스티프니스(stiffness) 또는 강성이 좁은 셀이 위치된 구역 내 접힌 구조물에 부여될 수 있다. 다른 변형이 본 발명을 고려하여 이해될 수 있고 본 발명의 범위를 벗어남이 구현될 수 있다.

일부 예에서, 본 명세서에서 접힌 구조물이라고 상호 교환가능하게 지칭되는 3차원 지지 구조물(61)은, 예를 들어 동체, 날개, 격벽, 바닥 패널, 건설 패널, 냉장고, 천장 타일, 복합 수송용(intermodal) 컨테이너 및 지진 벽에 사용되는 패키지 재료 및 다른 지지 구조물의 제조와 조성에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 접힌 3차원 지지 구조물은 특정 샌드위치 구조물에 사용되는 발포 코어 또는 벌집 코어 재료와 같은 종래의 코어 재료 대신에 또는 이에 더하여 사용될 수 있다. 그러나, 다른 응용을 위한 다른 3차원 구조물이 본 발명에 따라 구현될 수 있고 설명된 것에 추가적인 장점이 본 발명을 고려하여 이해될 수 있다.

아래에서 더 상세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 접힌 구조물(61)은 3개의 평면 배향, 즉 x, y 및 z-축으로 수직한 구조물을 형성하기 위하여 접는 매체(60)를 다수의 방향으로 접는 것에 의해 형성될 수 있다. 일부 예에서, 3차원 구조물은 도 7에 도시된 바와 같이 제1 측면 또는 상부로부터 보았을 때 및 도 8에 도시된 바와 같이 제2 측면 또는 하부로부터 보았을 때, 셀(63)의 반복 패턴으로 접힌 단일 재료 시트 또는 접는 매체(60)로 형성된다. 각 셀(63)은 제1 및 제2 이격된 단부벽(72, 74)과 이 단부벽들 사이에 걸쳐 있는 제1 및 제2 경사진 측벽 또는 면(facet)(76, 78)에 의해 형성되고 이들을 포함한다. 일 실시예에서, 접힌 구조물의 제1 및 제2 이격된 단부벽(72, 74)은 x-z 평면과 평행하게 놓여 있는 반면, 제1 및 제2 경사진 측벽(76, 78)은 y-z 평면 및 x-z 평면과 각지게 배치된다(도 7 및 도 8 참조).

각 단부벽(72, 74)은 적어도 2겹의 재료(60)를 포함하고 각 측벽(76, 78)은 적어도 단일 겹의 재료(60)를 포함한다. 본 명세서에 도시된 접힌 구조물(61)의 실시예에서, 각 단부벽(72, 74)은 2겹의 재료(60)로 형성되고 각 측벽(76, 78)은 단일 겹의 재료(60)로 형성된다. 인접한 셀(63)의 제1 및 제2 측벽(76, 78)은 접힌 에지(80)에서 인접한다. 셀(63)은 반복 패턴에서 하나의 셀(63)의 제1 단부벽(72)이 반복 패턴에서 인접한 셀(63)의 제2 단부벽(74)에 접하여 재료(60)의 적어도 4겹의 벽(82)을 형성하도록 더 정렬된다. 구조물(61)이 도 7에 도시된 바와 같이 제1 측면으로부터 보았을 때, 반복 셀(63)은 내부에 홈(trough) 또는 골(valley)(86)을 가지는 제1 표면(62)을 한정하고, 구조물이 도 8에 도시된 바와 같이 대향하는 제2 측면으로부터 보았을 때, 반복 셀(63)은 내부에 홈 또는 골(86)을 가지는 제2 표면(64)을 한정한다. 제1 및 제2 표면(62, 64)은 각각 평면이고 3차원 구조물(61)의 x-y 기준 평면과 평행하고 서로 평행하다. 접는 매체(60)는, 반복 셀(63)의 원하는 패턴으로 접힐 때, 레일(65) 패턴을 한정하고, 이는 제1 표면(62)에 선택적인 제1 라이너(미도시)를 지지하고/하거나 부착하고 제2 표면(64)에 선택적인 제2 라이너(미도시)를 지지하거나 부착하는데 사용될 수 있다. 즉, 제1 복수의 레일(65a)은 제1 표면(62)에 형성되고 제2 복수의 레일(65b)은 제2 표면(64)에 형성된다. 이러한 표면(62, 64)의 각 접힌 에지(80)와 조합한 제1 및 제2 복수의 레일(65a, 65b)은 평행한 x-y 평면에 놓여 있는 제1 및 제2 이격된 그리드 같은 패턴을 형성한다. 따라서, 하나 이상의 선택적인 라이너는 그리드 같은 패턴을 따라 접힌 구조물에 지지되고/되거나 부착될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 선택적인 라인은 일반적으로 표면(62, 64)과 동일 평면에 놓여 있고 x-y 기준 평면과 평행하도록 구성될 수 있다.

일부 예에서, 반복 셀(63)의 패턴은 전술한 바와 같은 4겹의 벽 구조물(82)과, 상승하는 면 또는 경사진 측벽(78)과 하강하는 면 또는 경사진 측벽(76)(도 6 내지 도 8 참조)의 반복 패턴을 포함한다. 부분적으로 접힌 매체를 도시하는 도 6 및 완전히 접힌 구조물을 도시하는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 인접한 경사진 측벽(76, 78)은, y 방향을 따라 보았을 때, x-z 평면에 대해 상승하는 및 하강하는 경사진 측벽들의 패턴이 교대한다. 인접한 상승하는 면 또는 경사진 측벽(78)과 하강하는 면 또는 경사진 측벽(76)은 복수의 정점(apex) 또는 피크(peak)(80)와 복수의 홈 또는 리세스(recess)(86)를 형성한다. 인접한 면(76 및 78)은 리지(ridge) 또는 피크(80)에서 만나서 피크 또는 상부 접는 선(top fold)(80)을 한정하고, 또한 홈 또는 골의 하부에서 만나서 홈 접는 선(trough fold)(86)을 한정한다. 제1 표면(62)에서 피크 접는 선(peak fold)(80)은 제2 표면(64)에서 홈 접는 선(86)에 대응하고, 제1 표면(62)에서 홈 접는 선(86)은 제2 표면(64)에서 피크 접는 선(80)에 대응한다. 유사하게, 제2 표면(64)에서 피크 접는 선(80)은 제1 표면(62)에서 홈 접는 선(86)에 대응하고, 제2 표면(64)에서 홈 접는 선(86)은 제1 표면(62)에서 피크 접는 선(80)에 대응한다.

피크 접는 선(80)과 리세스 접는 선(recess fold)(86)은 일반적으로 서로 평행하고, 일반적으로 레일(65)에 직교한다. 구조물을 예를 들어 도 7에서와 같이 제1 측면으로부터 보았을 때, 피크 접는 선(80)은 제1 x-y 평면에서 연장되고 리세스 접는 선은 제2 x-y 평면에서 연장된다. 레일(65)은 일반적으로 x 방향을 따라 걸쳐 있는 반면, 직교하는 접는 선(80 및 86)은 일반적으로 y 방향에 걸쳐 있다. 레일(65)과 직교하는 접는 선(80)에 의해 한정된 그리드-같은 패턴은 구조물(61)에 물체를 지지하기 위해 증가된 표면적을 제공할 수 있다. 나아가, 접힌 구조물의 경사진 면(76, 78)에 일반적으로 직교하여 제공된 4겹의 벽 구조물(82)의 조합은 접힌 구조물(61)의 구조적인 강성과 안정성을 개선시켜 이 접힌 구조물을 사용하여 그 위에 여러 물체를 지지할 때 유리할 수 있다. 피크(80)와 홈(86)의 실질적으로 유사한 패턴과 셀(63)의 유사한 반복 패턴은 도 7에서와 같이 제1 면으로부터 또는 도 8에서와 같이 제2 면으로부터 구조물(61)을 볼 때 한정된다. 이해되는 바와 같이, 복수의 4겹의 벽(82)과 접는 선(80 및 86)에 의해 생성된 효과적으로 연속적인 레일(65)은 설명된 시스템 및 방법을 사용하여 형성된 3차원 구조물(61)에 상당한 강도와 강성을 제공한다.

본 발명에 따라 접는 방법 및 장치의 이해를 돕기 위해, 접는 매체(60)는 본 명세서에 설명된 예에 따라 내구성 있는 지지 구조물을 형성하는데 사용하기 위해 예시적인 접히지 않은 재료 시트 또는 접는 매체(60)의 평면도를 도시하는 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명된다. 상기 설명된 구조물을 형성하기 위해, 재료(60)는 실질적으로 편평한 평면 상태로부터 접힐 수 있다. 본 명세서에서 매체(60)는 도 5에 도시된 평면의 접히지 않은 상태로부터, 도 7 및 도 8에 도시된 3차원 형태로 접힐 때 3방향으로 변화된다. 구체적으로, 매체(60)는 z-축을 따라 높이가 증가하는 반면, y-축을 따라 두 길이가 감소하고, x-축을 따라 폭이 감소한다. 접는 매체(60)는 일반적으로 직사각형의 재료 시트로 제공될 수 있고, 또는 원형, 타원형, 사다리꼴, 삼각형, 또는 원하는 바에 따라 또는 특정 응용에 적절할 수 있는 다른 복잡한 프로파일(profile)과 같은 임의의 다른 원하는 형상을 구비할 수 있다. 재료 시트(60)는 제1 길이방향 에지(66), 제2 길이방향 에지(67), 제1 측면 에지(68) 및 제2 측면 에지(69)를 포함할 수 있다. 제1 길이방향 에지(66)와 제2 길이방향 에지(67)는 제1 측면 에지(68)와 제2 측면 에지(69) 사이에 연장되어 이러한 에지(66-69)는 접는 매체(60)의 평면 프로파일을 한정한다.

재료 시트 또는 접는 매체(60)를 용이하게 접기 위해, 복수의 주름 또는 접는 라인(70)이 접는 매체(60)가 접히기 전에 또는 접히는 동안 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 주름 또는 접는 라인(70)은 매체를 접기 전에 원하는 패턴에 따라 접을 수 있는 매체를 금을 긋거나(scoring) 또는 다른 방식으로 약화시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 접는 공정이 있기 전에 접는 매체(60)의 표면들 중 하나 또는 둘 모두에 미리 결정된 패턴을 따라 천공(perforation), 디텐트(detent) 또는 다른 특징부를 부여할 수 있다. 일 실시예에서, 매체가 접히는 접는 라인(70) 전부는 예를 들어 이 접는 라인(70)의 일부나 전부를 따라 레이저를 사용하여 매체(60)에 금을 긋거나 이 매체를 천공하는 것에 의해 미리 한정될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 접는 라인(70)의 일부분만이 접는 공정 전에 미리 한정되고 다른 이러한 접는 라인(70)은 접는 공정 동안 형성될 수 있다. 접는 라인을 따라 금을 긋거나 이 접는 라인을 미리 형성하는 것을 임의로 조합하는 것은 특정 접는 재료 또는 응용에 적절하게 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 접히지 않은 매체(60)는 복수의 교차하는 주름 경로(71)를 포함하는 금 또는 주름(70)의 반복 패턴을 포함할 수 있다. 접는 매체(60)가 3차원 구조물로 접히고 있을 때, 매체의 일부분은 접히지 않은 매체의 기준 평면, 즉 x-y 평면에 대해 상향으로 변위되는 반면, 다른 부분은 기준 평면에 대해 하향으로 변위되거나 또는 기준 평면에 유지될 수 있다. 즉, 3차원 구조물(61)로 형성될 때 매체(60)의 윤곽은 매체(60)의 각 부분이 접히지 않은 재료의 평면에 대해 위와 아래로 접힐 때 복수의 주름 또는 접는 라인(70)을 따라 한정된 피크와 홈을 포함할 수 있다.

넓은 용어로, 접는 매체(60)의 접는 라인(70)은 예로서 서로 평행하게 연장되는 복수의 제1 주름 경로(73, 75)와, 또한 서로 평행하게 연장되고 제1 주름 경로(73, 75)와 교차하는 복수의 제2 주름 경로(77, 79)를 포함한다. 각 제1 주름 경로(73, 75)는 복수의 제1 경로 세그먼트(81)로 형성된다. 제1 주름 경로(73, 75)들 중 각각과 연관된 복수의 제1 경로 세그먼트(81) 각각은 일반적으로 x 방향을 따라 직선 라인으로 정렬된다. 이해되는 바와 같이, 본 명세서에서 지칭되는 xyz 기준 프레임은 설명의 편의와, 부품의 상대적인 배열을 위해 사용된 것일 뿐 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다.

각 제2 주름 경로(77, 79)는 제1 및 제2 쉐브론(chevron) 세그먼트 또는 각진 레그(angled leg)(83, 85)의 반복 패턴과, 제1 및 제2 각진 레그(83, 85)들 중 하나의 레그의 자유 단부(88), 예를 들어 도 5에 도시된 제2 쉐브론 세그먼트(85)의 자유 단부(88)로부터 연장되는 직선 라인 또는 레그(87)로 형성된다. 즉, 일반적으로 직선 라인을 따르는 복수의 제1 주름 경로(73, 75)와 달리, 제2 주름 경로(77, 79)들 각각은 인접한 각진 레그(83, 85)와 직선 라인 또는 레그(87)에 의해 한정된 경로를 따른다. 이해되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 평면 구조물의 가상의 접는 라인 또는 금을 긋는 패턴을 설명하는데 사용된 "레그" 라는 용어는 단지 설명을 위해 지시된 것일 뿐 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 임의의 유사하거나 또는 적절한 지시라도 제공된 목적을 위해 가능할 수 있다.

일 실시예에서, 2개의 각진 레그 또는 쉐브론 세그먼트(83, 85)는 길이가 동일할 수 있고 약 120°의 각도를 형성할 수 있다. 즉, 2개의 인접한 각진 레그(83, 85)에 의해 한정된 제1 각도(89)는 일부 실시예에서 120도와 같을 수 있다. 상이한 접는 패턴을 제공하거나 또는 상이한 접힌 구조물을 달성하는데 다른 각도를 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 여러 쌍의 인접한 쉐브론 레그 또는 세그먼트(83 및 85)는 동일한 길이를 구비하지만, 일부 실시예에서 일부 쌍은 상이한 길이를 구비할 수 있다. 즉, 제1 쌍(91)의 쉐브론 레그 또는 세그먼트는 제1 길이를 구비할 수 있는 반면, 그 다음 또는 제2 쌍(92)의 쉐브론 레그는, 일 단부에서 제1 쌍(91)에 결합되고 다른 단부에서 제2 쌍(92)에 결합된 직선 라인 세그먼트(87)에 의해 제1 쌍(91)으로부터 분리된 상태에서, 제1 길이와는 상이한 제2 길이를 구비할 수 있다. 한 쌍의 각진 레그에서 각 레그(83, 85)는 일반적으로 동일한 길이를 구비하여, 예를 들어 일반적으로 이등변 삼각형의 상부 부분을 한정할 수 있다.

복수의 직선 라인 또는 레그(87)는 각 쉐브론 세그먼트 또는 각진 레그(83, 85)의 인접하지 않은 단부들 사이에 연장된다. 라인(87)은 임의의 길이일 수 있다. 라인(87)의 길이는 각진 레그(83, 85)의 길이와 동일할 수 있고, 또는 이러한 각진 레그의 길이와는 상이한 길이일 수 있다. 유사하게, 제1 주름 경로(73, 75)를 형성하는 제1 경로 세그먼트(81)는 원하는 바에 따라 임의의 길이일 수 있다. 세그먼트(81)의 길이는 라인(87) 또는 각진 레그(83, 85)의 길이 중 어느 하나와 동일할 수 있고 또는 상이한 길이일 수 있다. 설명된 예를 고려하여 이해되는 바와 같이, 경사면(76, 78)의 각도와 함께 세그먼트(81)의 길이는 일반적으로 전체 두께, 예를 들어 최종 접힌 3차원 구조물(61)의 z 축 방향으로의 높이를 한정할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 제2 주름 경로(77, 79)는 복수의 제1 주름 경로(73, 75)와 교차한다. 매체(60)는 제1 및 제2 주름 경로(73, 75, 및 77, 79)를 따라 접힐 수 있어서 본 발명에 따른 3차원 지지 구조물(61)을 형성할 수 있다. 도 5에서 접히지 않은 것으로 도시된 매체(60)로 형성된 구조물(61)의 일 실시예는 도 6에서 부분적으로 조립된 상태와, 도 7 및 도 8에서 완전히 접힌 상태로 도시된다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 접는 공정의 일 실시예에서 예를 들어, 중간 접는 상태 동안 복수의 제2 주름 경로들 중 하나(예를 들어, 79)는 상향으로 접히는 반면, 접힌 x 방향으로 복수의 제2 주름 경로들 중 그 다음 경로(예를 들어, 79)는 하향으로 접힌다. 이것은 측면 에지(68, 69)의 길이를 따라 반복되어 도 6에 도시된 바와 같이 주름(pleating) 또는 아코디언(accordion)-같은 구조물을 형성한다. 전술한 바와 같이 제1 및 제2 각진 레그(83, 85)와 직선 레그(87)의 연속 시퀀스에 의해 형성될 수 있는 제2 주름 경로(77, 79)들 각각이 불연속적인 특성으로 인해, 아코디언-같은 주름은 직선 라인을 따르지 않고 주름 경로를 따라 지그재그 경로를 따른다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제2 주름 경로(77, 79, 79)의 이 지그재그는, 매체(60)를 컴팩트한 형상으로 접는 것을 더 용이하게 한다. 이 지그재그 패턴이 특정 장점을 구비하지만, 이러한 구성은 발명을 제한하는 것으로 의도된 것이 아니고 다른 구성 또는 접는 패턴이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 접는 매체는 일반적으로 직사각형이어서, 모두 4개의 측면, 예를 들어 길이방향 에지(66, 67)와 측면 에지(68, 69)는 직선 라인 세그먼트를 포함할 수 있다. 주름 또는 접는 라인(70)은 매체가 임의의 특정 형상으로 절단되거나 또는 임의의 특정 주변 프로파일을 구비할 것을 요구함이 없이 이러한 일반적으로 직사각형 매체에 한정되어 원하는 접는 패턴을 제공할 수 있다.

각 제2 주름 경로(77)는 인접한 제2 주름 경로(79)와는 반대 방향으로 접힐 수 있다. 이것은 재료 시트 또는 접는 매체(60)가 접힐 때 리지 또는 피크(80)와 골 또는 홈(86)의 교대 패턴이 형성되게 한다. 예를 들어, 도 5에서 최하부 제2 주름 경로(77)는 도 7에서 제1 측면으로부터 보았을 때 접힌 구조물(61)의 홈(86)으로 기능할 수 있고, 인접한 제2 주름 경로(79)는 구조물(61)이 제1 측면으로부터 보았을 때 피크 또는 피크 접는 선(80)으로 기능할 수 있다. x 방향으로 그 다음 인접한 제2 주름 경로(77)는 홈(86) 또는 골 접는 선(86)으로 기능할 수 있다. 각 제1 주름 경로(73, 75)는 인접한 제2 주름 경로(77, 79)의 피크(80)와 홈(86)들 사이에 및 이에 따라 접는 매체(60)의 제1 및 제2 길이방향 에지(66, 67)들 사이에 연장되는 직선 라인이다. 특정 인접한 주름 경로(73, 75)는 접힌 구조물(61)의 표면에 면(76, 78)의 패턴을 형성한다. 제1 주름 경로(73, 75)의 적어도 일부 및 일 실시예에서 주름 경로(73, 75)의 전부는, 지그재그 패턴 또는 순차적인 상승하는 및 하강하는 라인을 따라 제1 및 제2 길이방향 에지(66, 67)들 사이에 연장되고 접힌 구조물의 상승하는 및 하강하는 면(76, 78)을 한정하는 복수의 교대로 상승하는 및 하강하는 경로(90)를 형성한다. 이들 경로(90)에 포함된 제1 복수의 인접한 제1 주름 경로(93, 94)는, 인접한 직선 라인(87)의 각 대향하는 단부들을 연결하고 인접한 셀(63)의 상승하는 및 하강하는 윤곽을 따른다. 각 면(76, 76)은 인접한 제1 주름 경로(93, 94)의 일부분과, 한 쌍의 인접한 피크 접는 선(80)과 골 접는 선(86)에 의해 한정된다. 이들 경로(90)에 포함된 제2 복수의 제1 주름 경로(95, 96)는, 제1 쌍의 인접한 각진 레그(83, 85)의 인접한 단부와, 제2 쌍의 인접한 각진 레그(83, 85)의 인접한 단부를 각각 연결하고, 이들 각각은 지지 구조물(61)의 한 쌍의 인접한 레일 또는 벽(65)으로 각각 접혀 그 일부로 된다.

일 실시예에서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 접힌 구조물의 인접한 셀(63)들 사이에 걸쳐 있는 레일(63)의 각 부분(108)은 단부벽(72, 74)을 형성하여 이러한 인접한 셀(63)들 사이에 적어도 4겹의 벽 구조물(82)을 형성하는 적어도 한 쌍의 2겹의 세그먼트(97)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각 2겹의 세그먼트(97)는 레일(65)의 인접한 부분(108), 즉 x 축을 따라 인접한 셀들 사이 부분(108)으로 연장될 수 있고, 이에 따라 레일(65)의 구획은 8-겹의 구조물을 포함할 수 있다. 다른 구성은 상이한 주름 경로를 사용하여, 예를 들어 제1 경로 세그먼트(81), 쉐브론 세그먼트(83, 85)와 직선 라인 또는 레그 세그먼트(87)의 길이를 변경시켜서, 및 이 세그먼트들 사이의 각도, 예를 들어 인접한 쉐브론 또는 각진 레그 세그먼트(83, 85)들 사이의 각도(89)를 변경시켜서 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 각진 세그먼트(83, 85)의 길이가 라인 세그먼트(87)의 길이를 초과하는 경우, 최종 레일(65)은 4겹을 초과하는 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레일(65)의 일부 부분은 4겹 미만, 예를 들어 2겹을 구비할 수 있다.

접는 공정은 도 6에 도시되고 도 9 및 도 10에서 접는 공정의 단계 동안 상세히 도시된 쪽매 붙여진 접는 매체(60)의 복수의 구역(98) 중 하나에 대해 더 설명된다. 도 6 및 도 9에서 부분적으로 접힌 상태로 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 접는 매체(60)의 일부분은 제1 각진 세그먼트 또는 쉐브론을 형성하는 제1 레그 또는 쉐브론 세그먼트(83)와 제2 레그 또는 쉐브론 세그먼트(85)를 포함한다. 제1 레그(83)와 제2 레그(85)는 바람직하게는 균일한 길이이다. 제1 각도(89)는 제1 레그(83)와 제2 레그(85) 사이에 존재한다. 각도(89)는 바람직하게는 편평한 접히지 않은 상태에서 약 120°이다. 제3 레그 또는 직선 라인(87)은 제2 레그(85)의 자유 단부(88)로부터 연장되고 다른 제3 레그(87)는 제1 레그(83)의 자유 단부로부터 연장된다. 제3 레그(87)의 길이는 제조 선호도를 수용하기 위해 임의의 길이일 수 있어서, 제3 레그는 제1 및 제2 레그(83, 85)와 같거나 이보다 더 짧거나 이보다 더 길 수 있다. 제1 쉐브론 세그먼트(83)와 인접한 제3 레그(87)는 제1 쉐브론 세그먼트(83)로부터 제2 각도(99)로 연장되고 제2 쉐브론 세그먼트(85)와 인접한 제3 레그(87)는 제2 쉐브론 세그먼트(85)로부터 제3 각도(100)로 연장된다. 각 각도(99, 100)는 예를 들어 도 5에 도시된 접는 매체의 편평한 접히지 않은 상태에서 대략 150°일 수 있다. 일 실시예에서, 각도(89, 99 및 100)는 사이즈가 상이할 수 있다. 일 실시예에서, 각도(89, 99 및 100)의 일부나 전부는 사이즈가 동일할 수 있다.

제1 세그먼트 또는 레그(83), 제2 세그먼트 또는 레그(85) 및 인접한 제3 세그먼트 또는 레그(87) 중 하나, 예를 들어 제1 세그먼트(83)와 인접한 레그(87) 세트는, 제1 주름 경로(77, 79)의 길이와 접힌 구조물(91)의 길이를 따라 반복 패턴(109)을 한정한다(도 6, 도 9 및 도 10 참조). 각 이러한 반복 패턴(109)은 복수의 제1 경로 세그먼트(81)에 의해 이러한 복수의 평행한 제1 경로 세그먼트(81)에 의해 x 축을 따라 이격된 인접한 레그(87, 83, 85)의 인접한 패턴(109)에 연결되어, 접힌 구조물(61)의 길이를 따라 연장되는 면(101, 102 및 103)의 반복 패턴을 한정한다. 제4 각도(111)는 각 제1 경로 세그먼트(81)와 각 제1 쉐브론 세그먼트(83)의 자유 단부(88)의 교차에 의해 한정되고, 유사한 제4 각도(111)는 각 제1 경로 세그먼트(81)와 각 제2 쉐브론 세그먼트(85)의 자유 단부(88)의 교차에 의해 한정된다(도 5 참조). 일 실시예에서, 제4 각도(111)는 예를 들어 도 5에 도시된 접는 매체의 편평한 접히지 않은 상태에서 대략 60도일 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 각도(89, 99 및 100)의 사이즈에 따라, 제4 각도(111)는 60도와는 다를 수 있다. 제5 각도(113)는 직선 수평 라인 세그먼트(87)와 그 인접한 수직 라인 세그먼트(81)의 교차에 의해 한정되고, 도 5에 도시된 바와 같이 대략 90도일 수 있다. 각도(113)는 도 10에 도시된 구역(98)에 도시된 바와 같이 구조물(61)이 완전히 접힐 때 일반적으로 90도로 유지된다. 매체(60)가 접힐 때 원래 둔각 각도일 수 있는 각도(99 및 100)는 대략 90도로 접히거나 또는 감소될 수 있고, 원래 둔각 각도일 수 있는 인접한 각진 레그(83, 85)들 사이의 각도(89)는 셀(63)의 그리드 같은 패턴 또는 쪽매 붙임을 구비하는 완전히 접힌 구조물(61)에서 0도로 접히거나 또는 감소될 수 있다.

이런 방식으로, 전술한 바와 같이 복수의 제1 경로 세그먼트(81)에 의해 연결된 레그 또는 세그먼트(87, 83 및 85)의 여러 조합에 의해 한정된 면(101, 102 및 103)의 반복 패턴은, y-축 및 x-축을 따라 반복된다(도 5 내지 도 6 참조). 면(101, 102 및 103)의 임의의 개수의 반복 패턴을 사용하여 본 명세서에 설명된 3차원 지지 구조물을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 3차원 지지 구조물의 사이즈는 면(101, 102 및 103)의 개수, 이 면 또는 이 면을 형성하는 레그(87, 83 및 85)의 사이즈, 및 쪽매 붙여진 접힌 매체에 의해 형성될 지지 구조물의 원하는 사이즈에 의해 한정된다. y 축을 따라 이격된 복수의 제1 경로 세그먼트(81)에 의해 상호 연결된 레그(87, 83 및 85)의 반복 패턴(109)의 인접한 쌍은 매체(60)의 길이와 폭을 따라 연장되는 접는 매체(60)의 길이방향 구역 또는 스트립(strip)(110, 112)의 반복 패턴을 한정한다. 매체(60)가 접힐 때, 하나 또는 제1 구역 또는 스트립(110)은 x 방향으로 연장될 때 상향으로 경사지고, 인접한 제2 구역 또는 스트립(112)은 도 10에 도시된 바와 같이 x 방향으로 연장될 때 하향으로 경사져서, 본 발명의 접힌 지지 구조물의 하나의 실시예의 주름진 또는 아코디언 같은 부분을 제공한다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 접을 수 있는 매체의 레그 또는 세그먼트, 예를 들어 레그 또는 세그먼트(87, 83, 85, 81)를 형성하기 위해 매체(60)에 미리 형성될 수 있는 금 또는 접는 라인은, 매체(60)를 본 발명의 지지 구조물로 접는 것을 지원하는 역할을 한다. 본 명세서에서, 예를 들어 도 5 및 도 6에 도시된 접는 라인은 예시를 위하여 제공된 것일 뿐, 일부 실시예에서는 이러한 미리 형성된 금이 있는 접는 라인이 재료 시트에 존재하지 않을 수 있는 것으로 이해된다. 이런 점에서, 접는 선은 전술한 가상의 접는 라인의 적어도 일부를 따라, 예를 들어 레그 또는 세그먼트(87, 83, 85, 81)의 일부나 전부를 따라 접는 공정 동안 형성될 수 있다. 매체(60)가 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이 접힐 때, 금 또는 접는 라인은 협력하여 매체(60)에 피크(80)와 골(86)의 시리즈를 형성하여 최종적으로 본 명세서에 설명된 셀(63)의 반복 패턴을 생성한다. 일 실시예에서, 재료 또는 접을 수 있는 매체(60)에 금을 긋거나 또는 이 매체를 다른 방식으로 약화시키는 것이 접는 공정 전에 제공하는 경우, 금을 긋는 것은 접을 수 있는 매체(60)의 표면들 중 하나 또는 둘 모두에 제공될 수 있다. 예를 들어, 금을 긋는 것은 복수의 주름 또는 접는 라인(70)의 선택된 세트를 따라 매체의 상부 표면에만 제공될 수 있고, 금을 긋는 것은 나머지 주름 또는 접는 라인(70)을 따라 매체의 하부 표면에 제공될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 재료의 상부 또는 하부 표면에 선택적으로 금을 긋는 것은 매체가 약화된 표면의 방향으로 자연히 접힐 수 있다는 점에서 접는 방향을 가이드할 수 있다.

본 발명의 접는 공정의 일 실시예에서, 접을 수 있는 매체(60)는 이하와 같이 셀(63)의 원하는 패턴으로 접힐 수 있다. 매체의 주름은 교대로 상향 및 하향 방향으로 연속적인 또는 인접한 제2 주름 경로(77, 79)를 접는 것에 의해 달성될 수 있다. 동시에 또는 주름 단계 전이나 또는 후일 수 있는 상이한 시간에, 매체는 또한 제1 주름 경로(73, 75)를 따라 접힐 수 있다. 접는 매체가 접힐 때, 각도(89)는 대략 0도가 될 때까지 사이즈 감소되고, 이 지점에서, 하나의 셀의 제1 단부벽(72)은 4겹의 구조물(82)을 형성하는 인접한 셀의 제2 단부벽(74)과 접하거나 인접하게 놓인다. 각 직선 라인 세그먼트(87)와 그 인접한 각진 레그(83)에 의해 한정된 각도(99)와, 각 이러한 직선 라인 세그먼트(87)와 그 인접한 각진 레그(85)에 의해 한정된 각도(100)는 구조물이 접힐 때 모두 감소하고, 도 7 내지 도 8에 도시된 구조물(61)의 일 실시예에서는 대략 90도이다. 접힌 구성에서, 각 세그먼트(87)는 피크 접는 선(80) 또는 골 접는 선(86)과 일치한다. 따라서, 접힌 구성에서 4겹의 벽 구조물(82)의 에지를 한정하는 세그먼트(87)와 각 인접한 세그먼트(83 및 85) 사이에 최종 각도(107)는 대략 90도이다. 이런 방식으로, 셀(63)의 반복 패턴이 형성되고, 일반적으로 그리드 같은 방식으로 또는 쪽매 붙임 방식으로 배열될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 최종 접힌 구조물은 편평해진 접히지 않은 매체의 크기 미만의 전체 크기, 예를 들어 길이와 폭을 구비한다. 즉, 3차원 구조물이 단일 재료 시트로 형성될 때, 최종 제품의 크기는 x 및 y 방향을 따라 감소하는 반면, 최종 제품의 크기는 z 방향으로 증가하여, 구조물에 높이를 추가한다.

이제 본 발명의 접힌 구조물을 형성하는 예시적인 장치 및 방법을 참조하면, 주름 요소(13, 14)의 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12)의 상대적인 위치, 작동 및 동작이 이제 설명된다. 예시적인 장치(1)에서, 각 어레이(10, 12)는 각 열(31, 33)과 각 행(32, 34)으로 배열되고 x 방향과 y 방향을 따라 이동가능하도록 구성된 복수의 각 주름 요소(13, 14)를 포함한다. 나아가, 어레이(10, 12)들 중 하나 또는 둘 모두는 z 방향 또는 수직한 방향(15)으로도 이동가능할 수 있다. 어레이(10, 12)와 개별 각 주름 요소(13, 14)의 상대적인 움직임은 예시적인 접는 동작에 대해 이하에서 더 설명된다.

도 14는 완전히 팽창된 위치 또는 제1 위치에 있는 도 1 내지 도 4에 도시된 제2 또는 하부 어레이(12)의 부분(12a)의 사시도를 도시한다. 완전히 팽창된 위치 또는 제1 위치에서 제1 또는 상부 어레이(10)의 대응하는 상부 부분(10a)은 도 16, 도 17, 도 19, 도 20에서 하부 부분(12a)을 따라 도시된다. 설명의 명료함과 간략화를 위해, 어레이(10 및 12)의 일부분(10a, 12a)만이 도 14 내지 도 17, 도 19 내지 도 21, 도 23 내지 도 24 및 도 28 내지 도 30에 도시되어 있으나, 본 명세서에 도시되고 설명된 예시적인 배열은 본 발명에 따른 임의의 사이즈 어레이, 예를 들어 도 1에 도시된 전체 어레이(10, 12)에 적용되거나, 또는 원하는 바에 따라 선택된 임의의 다른 사이즈 또는 배열의 어레이에 적용될 수 있다.

상부 어레이(10)의 주름 요소(13)의 일부나 전부는 실질적으로 동일할 수 있고, 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)의 일부나 전부는 실질적으로 동일할 수 있는 것으로 이해된다. 상기 도면에 도시된 일 실시예에서, 주름 요소(13, 14)의 전부는 동일하다. 주름 부재 또는 접는 요소 또는 부재로도 지칭될 수 있는 각 개별 주름 요소(13, 14)는 직사각형 횡방향 단면을 구비할 수 있는 일반적으로 세장형 부재로 구현될 수 있다(도 14 내지 도 15 참조). 주름 요소의 일부 또는 전부는 실질적으로 임의의 횡방향 단면을 구비하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 이러한 주름 요소는 횡방향 단면이 원형이거나 타원형이어서 주름 요소는 일반적으로 봉(rod) 또는 다른 원통형 부재로 형성될 수 있는 것으로 이해된다. 다른 형상 팩터도 주름 요소의 일부 또는 전부를 형성하기 위해 원하는 바에 따라 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 각 주름 요소(13, 14)는 제1 또는 상부 부분(150)과 제2 또는 바디 부분(151)을 포함한다(텀 어레이 부분(12a)에 대해서는 도 14 참조). 상부 부분(150)은 접을 수 있는 매체(60)와 맞물리거나 이를 접을 수 있도록 구성된 선두 에지(122)를 구비하도록 형성될 수 있다. 선두 에지(122)는 재료 시트 또는 접는 매체(60)와 맞물려 재료 시트를 용이하게 접을 수 있도록 하는 적절한 임의의 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 선두 에지(122)는 상부 부분(150)의 최상부 단부에 배치된 날카로운 또는 무딘 에지를 포함할 수 있다. 선두 에지는 연속적이거나 또는 하나 이상의 공간이 내부에 있는 불연속적으로 세그먼트될 수 있다. 선두 에지(122)에는, 접는 라인(70)을 따라 매체(60)에 금을 긋거나 또는 선두 에지에 의해 맞물린 부분에서 매체를 용이하게 접을 수 있기 위해 에지를 따라 이격된 날카로운 구멍 또는 금 요소가 제공될 수 있다. 선두 에지(122)는 매체의 원하는 접힘을 달성하기 위해 서로에 대해 임의의 적절한 각도로 경사지고 선두 에지(122)로부터 이 선두 에지에 대해 외부쪽으로 경사져서 상부 부분(150)의 2개의 대향하는 경사 측면 또는 면(124, 126)에 의해 한정될 수 있다. 일 실시예에서 경사진 측면(124, 126)은 서로에 대해 90도를 초과하지 않는 각도로 경사지고, 일 실시예에서 경사진 측면(124, 126)은 서로에 대해 예각, 예를 들어 60도, 45도 또는 30도로 경사진다. 선두 에지(122)는 접히는 재료 또는 매체(60)를 찢거나 손상시킬 위험을 예방하거나 최소화하기 위해 약간 둥글 수 있다. 경사 측면(124, 126)들 사이에 연장되는 측면 또는 면(128, 130)은 일반적으로 서로 평행할 수 있고, 또는 서로에 대해 각질 수 있고, 일 실시예에서 측면 또는 면(128, 130)에 대해 90도로 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이 예시적인 주름 요소(14)의 상부 부분(150)은 서로에 대해 경사진 경사 면(124, 126)에 의해 형성된 x-z 평면에 일반적으로 삼각형 단면을 구비한다는 점에서 박공(gable)과 유사하도록 형성된다.

주름 요소의 바디 부분(151)은 도 14에 도시된 바와 같이 상부, 말단 또는 상위 구획(170), 중간 또는 중심 구획(171)과, 하부, 근접 또는 하위 구획(172)을 포함할 수 있다. 각 주름 요소(13, 14)의 바디 부분(151)은 각 어레이(10, 12)의 각 주름 요소의 바디 부분(151)을 결합시키고 어레이를 작동 조립체(5)에 더 결합시킬 수 있는 임의의 원하는 방식으로 형성되고 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전술한 바와 같이, 각 어레이의 주름 요소는 각 주름 요소가 적어도 하나의 및 바람직하게는 복수의 다른 주름 요소에 인접하도록 행과 열로 배열된다. 예를 들어 하부 어레이(12)에 대해 도 14에서, 주름 요소(14e)는 x 방향을 따라 주름 요소(14d, 14f)들에 인접하여 이들 사이에 배치되고 y 방향으로 주름 요소(14b, 14h)들에 인접하여 이들 사이에 배치된다.

인접한 주름 요소는 y 축을 따라 주름 요소의 열을 팽창 및 수축시키고 x 축을 따라 주름 요소의 행을 팽창 및 수축시킬 수 있게 하는 적절한 링크 조립체를 사용하여 서로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, y 축에서 주름 요소의 팽창 및 수축은 x 축에서의 주름 요소의 팽창 및 수축과 독립적이다. 링크 조립체는 주름 요소의 행(33 또는 34) 내 모든 주름 요소가 제1 방향으로, 예를 들어 y 축을 따라 함께 이동가능하고, 주름 요소의 열(31 또는 32) 내 모든 주름 요소가 제2 방향으로, 예를 들어 x 축을 따라 함께 이동가능하도록 구성될 수 있다. 그리하여, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 어레이(10, 12)와 실질적으로 유사한 주름 요소 어레이의 일 실시예(미도시)에서, 링크 조립체는 x-가이드 봉과 y-가이드 봉을 사용하여 구현될 수 있고, 여기서 x-가이드 봉은 주름 요소의 행(34)들을 함께 결합시키고 y-가이드 봉은 주름 요소의 열(32)들을 함께 결합시켜, 각 경우에 서로에 대해 이러한 주름 요소들을 팽창 및 수축시킬 수 있게 한다. 예를 들어, 제1 x-가이드 봉은 주름 요소의 제1 행이 제1 방향으로 일체로 이동하도록 제1 행의 주름 요소들을 함께 결합시킬 수 있다. 제2 x-가이드 봉은 제2 행 내 모든 주름 요소들이 제1 방향으로 일체로 이동하도록 주름 요소의 제2 또는 인접한 행을 결합시킬 수 있다. 제2 방향이 제1 방향과 직교하는 예시적인 직교하는 배향에서, 제1 y-가이드 봉은 제1 열(31 또는 32) 내 주름 요소들 모두를 함께 결합시킬 수 있고, 제2 y-가이드 봉은 제2 열(31 또는 32) 내 주름 요소들 모두를 함께 결합시킬 수 있다. y-가이드 봉은 x-가이드 봉과 일반적으로 직교하게 배치되어, 평면도로 보았을 때, 즉 x-y 평면에서 보았을 때 봉 요소의 매트릭스를 형성하게 할 수 있다. 개별 주름 요소는 2개의 봉 요소들의 가상의 교차점에 제공될 수 있다. x-가이드 봉과 y-가이드 봉은 개별 주름 요소들에 결합되되 각 개별 주름 요소가 x 방향과 y 방향으로 모두 이동할 수 있도록 결합될 수 있다. 예를 들어, x-가이드 봉은 제1 x-y 평면으로 제공될 수 있는 반면, y-가이드 봉은 z 축을 따라 제1 x-y 평면으로부터 제2 x-y 평면 오프셋을 두고 제공될 수 있다. 복수의 평행한 x-가이드 봉은 복수의 평행한 y-가이드 봉 위로 또는 아래로 z 방향을 따라 오프셋되어 x 방향을 따른 x-가이드 봉의 움직임이 y 방향을 따른 y-가이드 봉의 움직임과 간섭하지 않도록 할 수 있다.

일 실시예에서, 본 명세서에서 팽창가능한 링크 조립체 또는 지향적으로 팽창가능한 링크 조립체라고 상호 교환가능하게 지칭될 수 있는 링크 조립체는, 주름 요소의 열(31 또는 32)들과 주름 요소의 행(33 또는 34)들을 각각 함께 결합시키기 위해 y-진행 가위 조립체(scissor assembly)(154)와 x-진행 가위 조립체(152)를 사용하여 구현될 수 있다. 금속 또는 플라스틱과 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있는 각 y-진행 가위 조립체(154)와 x-진행 가위 조립체(152)는 한 쌍의 가위 요소 또는 링크를 포함한다. 예를 들어, 각 y-진행 가위 조립체(154)는 제1 y-가위 링크(156)와 제2 y-가위 링크(158)를 포함할 수 있다(도 14 참조). 제1 및 제2 y-가위 링크(156, 158)는 예를 들어 x-중심 선회 요소 또는 핀(157)을 포함할 수 있는 선회 수단 또는 조인트를 사용하여 함께 선회가능하게 결합된다. 각 y-가위 링크(156, 158)는 y-제1 단부(160)와 y-제2 단부(162)를 구비한다. 일 실시예에서, 각 y-가위 링크(156, 158)의 y-제1 단부(160)는 예를 들어 y-고정된 선회 요소 또는 핀(161)을 사용하는 것에 의해 각 인접한 주름 요소의 바디 부분(151)의 중심 구획(171)에 고정되게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 y-가위 링크(156)의 y-제1 단부(160)는 주름 요소의 일측에 결합되고 제2 y-가위 링크(158)의 y-제1 단부(160)는 주름 요소의 대향하는 타측에 결합된다. 각 y-가위 링크(156, 158)의 y-제2 단부(162)는 예를 들어 중심 구획(171)에 제공되고 길이방향으로 z 방향으로 연장되는 y-슬롯(165)에 슬라이딩가능하게 배치된 y-이동가능한 핀(163)을 사용하여 각 인접한 주름 요소의 바디 부분(151)의 중심 구획(171)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 각 가위 링크(156, 158)의 슬라이딩가능한 단부(162)는 중심 구획(171) 상에 있지만 링크의 각 y-제1 단부(160)와 동일한 주름 요소 측 상에 있는 핀(161) 아래에 있으나, 슬라이딩가능한 단부(162)가 고정된 단부(160) 위에 제공되는 대안적인 배열이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 각 y-가위 링크(156, 158)의 y-제1 단부(160)는 각 인접한 주름 요소(13, 14)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있고, y-제2 단부(162)는 각 인접한 주름 요소에 고정되게 결합될 수 있다. 나아가, 본 예에서 단일 y-진행 가위 조립체(154)는 각 쌍의 인접한 주름 요소들을 함께 결합시키기 위해 제공되지만, 일 실시예에서 2개 이상, 예를 들어, 2개, 3개 이상의 y-진행 가위 조립체가 포함되고 유사하게 구성될 수 있다. 각 y-가위 링크(156, 158)는 y 방향으로 각 어레이(10, 12)의 팽창 동안 이러한 링크에 의해 함께 결합된 인접한 주름 요소들 사이에 원하는 분리를 허용하는 길이방향 사이즈로 형성된다.

유사한 방식으로, 각 x-진행 가위 조립체(152)는 제1 x-가위 링크(153)와 제2 x-가위 링크(155)를 포함할 수 있다(도 19 참조). y-진행 가위 링크(156, 158)와 유사하게, 각 x-진행 가위 링크(153, 155)는 x-제1 단부(164)와 x-제2 단부(166)를 구비한다. 일 실시예에서, x-제1 단부(164)는 x-고정된 핀(167)을 사용하여 바디 부분(151)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 x-가위 링크(153)의 x-제1 단부(164)는 주름 요소의 일측에 결합되고 제2 y-가위 링크(155)의 x-제1 단부(164)는 주름 요소의 대향하는 타측에 결합된다. x-가위 링크들의 x-제2 단부(166)는 바디 부분(151)에 제공되고 바디 부분(151)에서 길이방향으로 z 방향으로 연장되는 x-슬롯(168)을 통해 연장되는 x-이동가능한 핀(169)을 사용하여 바디 부분(151)에 이동가능하게 또는 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 각 링크(153, 155)의 x-제2 단부(166)는 링크의 각 x-제1 단부(164)와 동일한 주름 요소 측에 있는 각 바디 부분(151)에 슬라이딩가능하게 결합된다. 제1 x-가위 링크(153)와 제2 x-가위 링크(155)는 x-중심 핀(159)을 사용하여 서로 선회가능하게 결합될 수 있다. 각 x-가위 링크(153, 155)는 x 방향으로 각 어레이(10, 12)의 팽창 동안 이러한 링크에 의해 함께 결합된 인접한 주름 요소들 사이에 원하는 분리를 허용하는 길이방향 사이즈로 형성된다. 일 실시예에서, y-가위 링크(156, 158)는 x-가위 링크(153, 155)보다 더 길어서 x 방향에서보다 y 방향에서 어레이(10, 12)가 더 많이 팽창하게 한다. 본 예에서, 제1 및 제2 x-진행 가위 조립체는 x-z 평면에서 각 인접한 쌍의 주름 요소들을 함께 결합하는데 사용된다. 제1 x-진행 조립체(152a)는 y-진행 가위 조립체(154) 위에서 각 인접한 주름 요소의 말단 또는 상위 구획(170)에 결합되고, 제2 x-진행 조립체(152b)는 y-진행 가위 조립체(154) 아래에서 각 인접한 주름 요소의 근접 또는 하위 구획(172)에 결합된다. 임의의 개수의 x-진행 가위 조립체들이 제공될 수 있는 것으로 이해된다. 일 실시예에서, 단일-진행 가위 조립체는 각 쌍의 인접한 주름 요소들을 함께 결합하는데 사용될 수 있다. 나아가, 전술한 배열과는 상이한 주름 요소에 있는 임의의 배열의 가위 조립체(152, 154)가 제공될 수 있는 것으로 이해된다.

x-가위 링크(153, 155)의 적어도 하나의 단부(166)와 그 인접한 주름 요소(13, 14)의 각 부분 사이에 이동가능하거나 슬라이딩가능한 결합과 함께 선회 조인트(159)는 이러한 가위 요소 또는 링크(153, 155)들 사이에 상대적인 각도(180)가 변화하게 한다(도 19 참조). 각도(180)가 변화하면 인접한 주름 요소(13, 14)들 사이에 x-축을 따른 거리(183)가 감소하거나 또는 증가한다. 유사하게, y-가위 링크(156, 158)의 적어도 하나의 단부(162)와 그 인접한 주름 요소(13, 14)의 각 부분 사이에 이동가능하거나 슬라이딩가능한 결합과 함께 선회 조인트(157)는 이러한 가위 요소 또는 링크(156, 158)들 사이에 상대적인 각도(181)가 변화하게 한다(도 20 참조). 각도(181)가 변화하면 인접한 주름 요소(13, 14)들 사이에 y-축을 따른 거리(182)가 감소하거나 또는 증가한다. 이런 방식으로, 링크 조립체, 예를 들어 가위 조립체(152, 154)는 접는 공정 동안 주름 요소의 어레이(10, 12)를 용이하게 팽창시키고 접히거나 또는 수축시킬 수 있다.

주름 요소(13, 14)는 금속, 플라스틱 또는 세라믹 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있고, 일 실시예에서 강성의 이러한 재료로 만들어질 수 있다. 주름 요소들 전부가 동일한 재료로 만들어질 필요는 없고, 예를 들어 일부 주름 요소는 강성의 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 일부 다른 주름 요소는 금속으로 만들어질 수 있고, 일부 다른 주름 요소는 세라믹 재료로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 각 주름 요소(13, 14)의 상부 부분(150)과 바디 부분(151)은 예로서 몰딩 또는 기계 가공에 의해 하나의 부재로 제조된 단일 일체 구조물, 예를 들어 단일 부품으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 각 주름 요소는, 주름 요소를 형성하도록 조립되고 주름 요소들의 어레이(10, 12)들 각각으로 조립된 복수의 개별 서브-부품을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 주름 요소(13, 14)의 하부 구획(172)의 단부 부분(173)에는 슬라이딩 접촉 표면 또는 베어링(175)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 단부 부분(173)은 플랫폼(4, 6)으로부터 위로 충분히 멀리 이격되어 있어 단부 부분(173)이 임의의 시간에 또는 주름 조립체(5, 7)의 작동 또는 작동 동안 플랫폼과 접촉하지 않도록 될 수 있다. 이러한 실시예에서, 주름 요소의 어레이는 일반적으로 플랫폼(4 및 6) 위에 플로팅되어 있는 것으로 설명될 수 있다. 추가적인 강성과 힘은 각 어레이(10, 12)의 가상의 하부 표면이 각 플랫폼(6, 4)과 접촉하게 하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이런 점에서, 각 주름 요소(13, 14)의 단부 부분(173)은 슬립제(slip agent) 또는 다른 저마찰 재료, 예를 들어 중합체로 윤활되고/되거나 코팅될 수 있다. 단부 부분(173)은 저마찰 계수를 가지는 재료를 사용하여 제조될 수 있고, 또는 단부 부분(173)은 예를 들어 롤러 베어링 또는 다른 종래의 저마찰 베어링 기구를 사용함으로써 플랫폼과 슬라이딩 및/또는 베어링 접촉을 하도록 구성될 수 있다. 선회 조인트(157, 159), 고정된 핀(161, 167)과 슬라이딩 핀(163, 169)과 같은 여러 슬라이딩 또는 선회 조인트와 슬라이딩 접촉 표면, 예를 들어 슬라이딩 핀(163 및 169)을 수용하도록 구성된 슬롯(165, 168)의 표면은 저마찰 저항을 제공하고 이러한 슬라이딩 부품의 마모를 최소화하는 재료로 윤활되거나 코팅되거나 제조될 수 있다.

봉 요소와 가위 조립체(152, 154)를 포함하는 전술한 링크 조립체 또는 팽창가능한 링크 조립체의 특정 실시예는 본 발명에 따라 가능한 주름 요소들을 상호 링크시킨 여러 구현 중 단 2개의 예이다. 주름 요소들의 주어진 행(33, 34) 내 모든 주름 요소들이 제1 방향으로 일체로 이동가능할 수 있고, 주름 요소들의 주어진 열(31, 32) 내 모든 주름 요소들이 제2 방향으로 일체로 이동가능할 수 있도록 주름 요소들의 원하는 링크를 달성하는 다른 변형들이 가능한 것으로 이해된다. 일 실시예에서, 각 주름 요소(13, 14)의 개별 작동이 원하는 경우 더 제공될 수 있고, 하나 이상의 제어기는 주름 요소(13, 14)의 조정된 움직임을 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 원하는 타이밍 시퀀스를 사용하여, 순응하는 링크 조립체, 예를 들어 x-진행 가위 조립체(152)와 y-진행 가위 조립체(154)와 함께 동작하는 복수의 푸시/풀 바(51-54)는 어레이(10, 12)들이 x 및 y 방향을 따라 접히거나 또는 수축하게 하여 본 발명에 따른 접힌 구조물(61)을 형성하도록 동작할 수 있다(도 12, 도 25 내지 도 27 참조).

예시적인 접는 동작이 이제 본 발명의 방법 및 장치를 더 예시하기 위해 도 16 내지 도 31을 참조하여 더 설명된다. 이러한 도면의 일부는 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12)의 단지 일부분(10a, 12a)만을 포함하지만, 본 명세서의 설명은 전체 어레이(10, 12)에도 적용가능하고, 도 1에 도시되고 본 명세서의 다른 도면에 도시된 전체 어레이(10, 12)에도 적용될 수 있다. 초기에, 접는 매체(60)로 구성되고 전술한 바와 같이 가상의 접는 또는 주름 라인의 유사한 패턴을 구비할 수 있는 재료 시트(115)는, 도 17에 도시된 바와 같이 제1 어레이(10)의 제1 또는 상부 주름 요소(13)의 제1 또는 상부 선두 에지(120)와, 제2 어레이(12)의 제2 또는 하부 주름 요소(14)의 제2 또는 하부 선두 에지(122) 사이에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)는 초기에 각 개별 주름 요소(13, 14)들이 서로 맞물려 있지 않은 제1 상대 위치에 있다. 대신, 제1 어레이(10)의 주름 요소(13)의 선두 에지(120)에 의해 한정된 평면은 일반적으로 동일한 평면에 있고 또는 제2 어레이(12)의 주름 요소(14)의 선두 에지(122)에 의해 한정된 평면으로부터 멀리 이격되어 있다(도 16 및 도 17 참조). 일 실시예에서, 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)는 서로 이격될 수 있고, 재료 시트(115)는 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)의 선두 에지(122)에 삽입되거나 배치될 수 있고, 이후 제1 또는 상부 어레이(10)는 아래쪽으로 작동되어 제1 또는 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)의 선두 에지(120)가 재료 시트(115)의 표면과 접촉하게 할 수 있다(도 17, 도 19 및 도 20 참조).

접는 동작이 진행됨에 따라, 상부 어레이(10)는 예를 들어 작동 조립체(25)에 의해 z 방향을 따라 더 아래쪽으로 작동되어, 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)의 선두 에지(122)에 의해 한정된 평면 아래로 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)의 선두 에지(120)를 이동시킬 수 있다. 이런 방식으로, 주름 요소(13, 14)의 제1 어레이(10)와 제2 어레이(12)는, 제1 어레이(10)의 주름 요소(13)가 제2 어레이(12)의 주름 요소(14)와 적어도 부분적으로 서로 맞물려 있는 제2 위치로 서로에 대해 이동된다(도 21, 도 23 및 도 24 참조).

상부 어레이(10)가 제2 또는 부분적으로 서로 맞물린 위치로 하향 이동하는 동안, 예를 들어 제1 및 제2 상부 x 작동체(18a, 18c)와 제1 및 제2 상부 x 랙과 피니언 조립체(42a, 42c)를 사용하는 것에 의해 상부 어레이(10)의 개별 주름 요소(13)들이 x 방향을 따라 서로 가까이 이동하여, 이에 의해 상부 어레이(10)를 x 방향을 따라 접힐 수 있다. 이런 점에서, 작동체(18a, 18c)는 기어 기구 또는 랙과 피니언 조립체(42a, 42c)를 회전시켜 상부 x 푸시/풀 바(51, 52)들 사이의 거리를 감소시켜서 상부 어레이(10)를 x 방향으로 수축하는 역할을 할 수 있다. 유사한 방식으로, 예를 들어 하부 x 작동체(20a, 20c)와 제1 및 제2 하부 x 랙과 피니언 조립체(45a, 45c)를 사용하는 것에 의해 하부 어레이(12)의 개별 주름 요소(14)들이 x 방향을 따라 서로 가까이 이동하여, 이에 의해 하부 어레이(12)를 x 방향을 따라 접힐 수 있다. 이런 점에서, 작동체(20a, 20c)는 기어 기구 또는 랙과 피니언 조립체(45a, 45c)를 회전시켜 하부 x 푸시/풀 바(51, 52)들 사이의 거리를 감소시켜서 하부 어레이(10)를 x 방향으로 수축하는 역할을 할 수 있다.

예를 들어 y-가이드(57, 58)를 사용하여 어레이(10, 12)의 측면에 강성으로 또는 다른 방식으로 결합될 수 있는 x 푸시/풀 바(51, 52)는 x 방향을 따라 병진이동하여 어레이(10, 12)를 접고 수축시킬 수 있다. 내부쪽 또는 압축력은 x 푸시/풀 바(51, 52)들 중 하나 이상에 의해 y 방향에 걸쳐 있는 어레이(10, 12)의 면들에 적용된다. 이 힘은 일반적으로 주름 요소들의 단부 행에 적용되고, 예를 들어 주름 요소의 단부 행의 강성의 바디 움직임을 통해, 단부 x-진행 가위 조립체(152)들 각각으로 전달되고 나서 이 행 내 각 다른 주름 요소로 전달된다. 단부 주름 요소들 각각의 강성의 바디 움직임은, 가위 조립체(152), 예를 들어 선회가능하게 장착된 단부(166)의 구속되지 않은 부분이, 슬롯(168) 내에서 병진이동하게 하여, 선회가능하게 장착된 단부(166)를 x-진행 가위 조립체의 하부 세트의 경우에는 하향으로 이동시키고, x-진행 가위 조립체의 상부 세트의 경우에는 상향으로 이동시킬 수 있다(도 19 참조). 선회가능하게 장착된 단부(166)는 선회가능하게 장착된 단부(166)들 중 인접한 것에 결합되고 그리하여 x 푸시/풀 바(51, 52)의 압축력 아래에서 일체로 이동한다. 각 행 내 주름 요소들은 y-진행 가위 조립체(154)에 의해 그 다음 또는 인접한 행 내 인접한 주름 요소에 결합되어 있으므로, x 푸시/풀 바(51, 52)에 의한 주름 요소의 특정 행의 움직임은 어레이 내 주름 요소들 전부에 x 방향으로 유사한 움직임을 야기한다.

유사한 방식으로, y 푸시/풀 바(53, 54)에 장착되고 주름 요소의 열에 연결된 x-가이드(55, 56)를 통해 주름 요소의 특정 내부 열 또는 중심 열과 단부 열에 적용된 y 푸시/풀 바(53, 54)에 의해 압축력 또는 내부쪽 힘이 가해질 수 있다. 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12)의 주름 요소의 열들의 내부쪽 움직임은 이러한 열의 y-진행 가위 조립체(154)가 접히게 하여 선회가능하게 장착된 단부(162)들이 슬롯(165) 내에서 하부 어레이(12)의 경우에는 하향 방향으로 이동하게 하고, 또는 상부 어레이(10)의 경우에는 상향 방향으로 이동하게 한다. 핀(163)은 선회가능하게 장착된 단부(162)들 각각을 서로 결합시켜 이들이 일체로 위와 아래로 슬라이딩하게 한다. 각 열 내 주름 요소들은 x-진행 가위 조립체(152)에 의해 그 다음 또는 인접한 열 내 인접한 주름 요소에 결합되어 있으므로, y 푸시/풀 바(53, 54)에 의한 주름 요소의 특정 열의 움직임은 어레이 내 주름 요소들 전부에 y 방향으로 유사한 움직임을 야기한다.

일 실시예에서, 상부 어레이(10)와 상부 어레이(12)의 수축은 조정되고 이에 따라 동시에 일어나서 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)가 x 방향으로 일체로 수축된다. z 방향을 따른 하향 움직임과 어레이(10, 12)의 x 방향을 따른 수축 움직임은 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)의 선두 에지(120)와 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)의 선두 에지(122) 사이에 상대적인 거리(185)가 일반적으로 일정하도록 조정될 수 있다(도 19 참조). 이런 방식으로, 재료 시트(115)를 찢거나 손상시키는 것이 예방될 수 있다. 일부 예에서, 어레이(10, 12)의 상대적인 움직임을 조정하는 것이 조절되어 상대적인 거리(185)가 변경될 수 있어서 재료 시트(115)에 신장력을 부여할 수 있고, 일부 예에서 시트는 순응하는 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 도 19를 참조하면, 하부 주름 요소(14)의 선두 에지(122)는 y 축을 따라 제1 복수의 직선 라인 세그먼트(87)를 따라 재료 시트(115)와 접촉한다. 상부 주름 요소(13)의 선두 에지(120)는 y 축을 따라 제2 복수의 직선 라인 세그먼트(87)를 따라 재료 시트(115)와 접촉한다. 일 실시예에서, 상부 어레이(10)의 행 내 주름 요소(13)와 접촉하거나 이 주름 요소에 의해 맞물린 직선 라인 세그먼트(87)는 대응하는 행 내 하부 어레이(12)의 인접한 주름 요소(14)와 접촉하거나 이 주름 요소에 의해 맞물린 직선 라인 세그먼트(87)와 인접한다. 주름 경로의 쉐브론 또는 각진 레그(83, 85)를 포함하는 재료 부분(115)은 이 단계에서 주름 요소들의 임의의 표면 또는 에지와 맞물리지 않는다. 이 부분은 주름 요소들에 의해 지지되지 않은 채 유지되고 주름 요소들의 인접한 열들 사이에 배치된다. 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12)가 부분적으로 서로 맞물리게 될 때, 상부 어레이(10)에 의해 맞물린 제1 복수의 직선 라인 세그먼트는 아래쪽으로 이동하는 반면, 하부(12)에 의해 맞물린 제2 복수의 직선 라인 세그먼트는 상향으로 이동하여 도 5 내지 도 10을 참조하여 전술한 홈 또는 골(86)과 피크 또는 접는 선(80)의 아코디언-같은 패턴을 형성한다. 쉐브론 또는 각진 레그(83, 85)에 걸쳐 있는 재료는 복수의 주름 요소(13, 14)들과 맞물리는 직선 라인 세그먼트(87)에 연결되는 것에 의해 유사한 방식으로 접힌다. 지지되지 않은 재료를 접으면 2겹의 각 벽을 서로 가까이 가는 것에 의해 제1 이격된 단부벽(72)과 제2 이격된 단부벽(74)이 형상을 취하기 시작한다.

접는 동작의 그 다음 단계에서, 주름 요소(13, 14)들의 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)는 y 방향으로 수축되고, 이는 전술한 바와 같이 y-푸시/풀 바(53, 54)들을 서로 가까이 가게 하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이 단계 동안, 주름 요소들의 열들 사이에 지지되지 않고 연장된 재료, 예를 들어 이격된 단부벽(72, 74)들이 되는 쉐브론 또는 각진 레그(83, 85)에 걸쳐 있는 매체(60) 부분은, 원하는 바에 따라 전방향 또는 역방향으로 접히게 가압될 수 있다. 전술한 바와 같이 매체의 일측만을 따라 매체(60 또는 115)를 선택적으로 천공하거나 이 매체에 금을 긋는 것은 접는 방향을 나타낼 수 있다. 특정 주름 경로, 예를 들어 주름 경로(75)를 접을 수 있는 매체(60 또는 115)의 하나의 면만을 따라 제공하는 것에 의해, 쉐브론 또는 각진 레그(83, 85)에 의해 한정된 면(102, 103)(도 9 참조)은 예를 들어 도 21에 도시된 바와 같이 면(101)에 대해 전방향으로 접히도록 가압될 수 있다. 각 단부벽(72)은 한 쌍의 인접한 면(102)으로 형성될 수 있고 각 단부벽(74)은 한 쌍의 인접한 면(103)으로 형성될 수 있는데, 각 면은 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이 x 축에 대해 형성된 것이다. 이 단계에서, 주름 요소의 열들이 서로 가까이 이동함에 따라, 인접한 쌍의 단부벽(72, 74)들은 더 축소되어 4겹의 벽 구조물(82)을 형성한다.

상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)는 접는 동작 동안 서로 맞물린 부분의 수 개의 중간 위치를 통해 이동할 수 있다. 나아가, 특정 실시예에서, y 방향으로 어레이(10, 12)들의 수축은 x 방향을 따른 어레이(10, 12)들의 수축과 동시에 일어나거나 또는 이와는 별도로 일어날 수 있고, z 방향(15)으로 어레이(10, 12)들의 수축이나 서로 맞물림은 x 방향과 y 방향 중 하나 또는 둘 모두에서의 어레이들의 수축과 동시에 일어나거나 또는 이와는 별도로 일어날 수 있다. 예를 들어, 어레이는, y 방향을 따라 어레이의 수축이 일어나기 전에 또는 수축이 일어나는 동안, 예를 들어 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)가 최대로 이격되어 있는 맞물려 있지 않은 위치로부터, 예를 들어 주름 요소(13, 14)들이 x 방향을 따라 최대로 가까이 있는 완전히 서로 맞물려 있는 위치로 이동될 수 있다.

어레이(10, 12)들이 부분적으로 서로 맞물린 위치 또는 제2 위치로부터 완전히 서로 맞물린 위치 또는 제3 위치로 이동될 때, x-진행 가위 조립체는 완전히 접힐 수 있고, 어레이(10 및 12)들이 y 방향을 따라 완전히 수축될 때, y-진행 가위 조립체는 완전히 접혀 도 25 내지 도 30에 도시된 컴팩트한 구성을 형성할 수 있다. 이 점에서, 매체(60 또는 115)는, 예를 들어 도 31에 도시되고 도 7 및 도 8을 참조하여 도시되고 설명된 바와 같이 최종 접힌 구성으로 접힌다. 이 완전히 접힌 위치에서, 각 2개의 인접한 단부벽(72, 74)은, 특히 예를 들어 요소들의 선두 에지(120, 122)의 길이가 매체의 직선 라인 세그먼트(87)와 실질적으로 동일한 경우, 인접한 주름 요소들의 상부 부분의 면(128, 130)에 의해 샌드위치되거나 압축될 수 있고, 또 셀(63)의 인접한 경사진 측벽 또는 면(76 78)들 각각의 두 측면은 각 주름 요소의 경사 측면(124, 126)들과 최대로 접촉할 수 있다. 다시 말해, 주름 요소(13, 14)의 상부 부분(150)들이 서로 맞물리고, 주름 요소의 어레이(10, 12)들이 y 축을 따라 수축하게 되면 매체(60 또는 115)는 예를 들어 도 7, 도 8 및 도 31에 도시된 바와 같이 3차원 구조물(61)로 접히도록 동작된다.

3차원 구조물(61)이 형성된 후, 어레이(10, 12)들의 하나 또는 둘 모두가 서로 멀어지는 z 축 또는 방향(15)을 따라 작동되면, 형성된 구조물이 장치(1)로부터 회수될 수 있다. 예를 들어, 상부 어레이(10)는 z 축 또는 수직한 방향(15)을 따라 선형 작동체(8)를 사용하여 작동될 수 있다. 접힌 3차원 구조물(61)은 하부 어레이(12)로부터 제거될 수 있고, 사용이나 추가적인 처리를 하는데 이용가능할 수 있다. 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12) 각각은 각 제1, 시작 또는 홈 위치로 팽창될 수 있고, 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12)들 각각의 팽창은 동시에 일어나거나 또는 순차적으로 일어날 수 있다. 예를 들어, 어레이(10)는 랙과 피니언 조립체(45a, 45c)의 피니언 기어(17, 34)를 시계방향으로 회전시키는 것에 의해 도 25에 도시된 수축된 위치로부터 도 4 및 도 12에 도시된 최대로 먼 위치로 x-푸시/풀 바(51, 52)를 이동시키는 것에 의해 x 방향을 따라 팽창될 수 있다. 여러 쌍의 랙 기어(19, 21 및 39, 41)들이 서로 이격되게 이동하는 랙 기어의 외부 단부의 x 방향 단부를 따라 병진이동될 수 있고 이에 의해 x-푸시/풀 바들이 서로 멀어지게 이동할 수 있다. 전술한 바와 같이 각 x-푸시/풀 바는 어레이(10, 12)의 단부 행에 강성으로 또는 다른 방식으로 결합될 수 있고, x-푸시/풀 바들의 외부쪽 움직임은 주름 요소의 단부 행들이 외부쪽으로 이동하게 한다. 어레이의 수축 동안, x-진행 가위 조립체(152)를 사용하여 각 주름 요소 또는 접는 요소를 그 다음 또는 인접한 주름 요소 또는 접는 요소에 상호 연결하는 것에 의해 주름 요소의 단부 행에 가해지는 당김 움직임 또는 힘이 어레이의 내부 쪽으로 전달되고 이에 모든 내부 x-진행 가위 조립체(152)들이 팽창하게 한다.

어레이(10)는 도 25의 수축된 위치로부터 도 4 및 도 12의 팽창된 또는 홈 위치로 y-푸시/풀 바(53, 54)를 이동시키는 것에 의해 유사한 방식으로 y 방향을 따라 팽창될 수 있다. 시계방향으로 피니언 기어(27 및 47)가 회전하면 여러 쌍의 랙 기어(46, 48 및 26, 28)들이 y 방향을 따라 이동하여 랙 기어의 외부 단부들이 서로 멀어지게 이동하며 이에 의해 랙의 단부에 결합된 y-푸시/풀 바(53, 54)들이 서로에 대해 외부쪽으로 이동하게 된다. y-푸시/풀 바(53, 54)들이 팽창하면 예를 들어 x-가이드(55, 56)에 의하여 주름 요소의 상부 단부 열과 하부 단부 열을 따라 당기는 힘이 가해진다. 단부 열을 따라 당기는 힘은 어레이의 내부로 전달되고, 이에 y-진행 가위 조립체(154) 전부가 팽창하게 한다.

본 예에서 4개의 x-가이드(55)가 어레이의 정면 측에 사용되고 4개의 x-가이드(56)가 어레이의 후방 또는 후면 측에 사용되지만, 임의의 다른 개수의 x-가이드가 사용될 수 있다. 유사하게, 2개의 y-가이드(57)와 2개의 y-가이드(58)가 각 어레이의 좌측과 우측을 장치(1)의 일부의 각 푸시/풀 바에 결합하는데 사용되지만, 임의의 다른 개수, 예를 들어 4개, 8개 이상의 가이드가 각 측을 따라 사용될 수 있다. 이해되는 바와 같이, x-진행 가위 조립체(152)는 적절한 힘이 x 방향을 따라 가해질 때 어레이(10, 12)가 접히거나 또는 수축 또는 팽창하게 한다. 그러나 힘이 y 방향을 따라 가해질 때에는, x-진행 가위 요소는, 주름 요소의 열의 주름 요소들 각각을 연결하여 일반적으로 강성의 열 또는 빔을 형성하는 강성의 링크로 작용한다. 유사하게, y-진행 가위 조립체(154)는 y 방향을 따라 수축 또는 팽창할 수 있으나 주름 요소의 행을 따라 일반적으로 강성의 결합을 형성한다. 이런 방식으로, 주름 요소의 일반적으로 강성의 열을 따라 하나 이상의 점에서 직교하게 가해지는 당기는 힘은 열 내 주름 요소들 전부가 이 힘에 반응하여 이동하게 하는데 충분할 수 있다. 유사하게, y-진행 가위 조립체 및 상호 연결된 주름 요소에 의해 형성된 강성의 행 조립체에 직교하게 가해지는 당기는 힘은 요소들의 행이 당기는 힘을 따라 이동하게 하는데 충분할 수 있다. 이런 점에서, 직교하게 배열된 x-진행 가위 조립체와 y-진행 가위 조립체(152, 154)들을 조합하면 어레이를 접을 수 있을 뿐만 아니라 주름 요소들의 일반적으로 강성의 행과 열을 유리하게 형성하여 어레이를 팽창시킬 수 있다.

일 실시예에서 주름 요소의 선두 에지(120, 122)를 형성하는 경사면(124, 126)에 의한 각도는 주름 요소에 의해 형성될 원하는 셀(63)의 경사진 측벽 또는 면(76, 78)들 사이의 각도보다 크거나 이 각도와 실질적으로 같거나 이 각도보다 더 작다. 일 실시예에서 장치(1)는 주름 요소(13, 14)의 경사면(124, 126)들 사이의 각도가 이러한 주름 요소(13, 14)에 의해 형성되도록 의도된 접힌 구조물(61) 내 셀(63)의 경사진 측벽 또는 면(76, 78)들 사이에 최소로 원하는 각도보다 작거나 이와 동일하도록 구성된다.

장치에 의해 형성된 접힌 구조물(61)에서 셀(63)의 깊이는 이러한 셀(63)을 형성하는 주름 요소(13, 14)의 최대로 서로 맞물린 양, 즉 각 주름 요소(13)의 선두 에지(120)가 셀을 형성하는 각 주름 요소(14)의 선두 에지(122)들 사이에 및 이를 넘어 연장되는 z 축을 따른 거리에 의해 결정된다. 일 실시예에서, 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)와, 장치(1)에 의해 허용되는 하부 어레이(12)의 인접한 주름 요소(14) 사이에 최대로 서로 맞물린 양이나 거리는 형성될 원하는 셀(63)의 골 접는 선(86)이 이러한 셀(63)의 반대 단부벽(72, 74)들 아래로 연장되는 z 축을 따른 최대 거리 이상이다.

접힌 구조물(61)의 각 셀(63)은 x 축을 따른 폭과 y 축을 따른 길이를 구비한다. 일반적으로 인접한 피크 접는 선(80)들 사이의 거리인 셀(63)의 폭은 제1 및 제2 어레이(10, 12)의 인접한 주름 요소의 선두 에지(120, 122)들이 최종 위치 또는 수축된 위치로 수축되는 x 축을 따른 양이나 거리에 의해 결정된다. 일반적으로 직선 라인 세그먼트(87)의 길이인 셀(63)의 길이는 대향하는 주름 요소의 대향하는 선두 에지(120, 122)의 누적 길이에 의해 한정된다. 즉, 일부 예에서, 상부 어레이와 하부 어레이는 y 방향으로 오프셋되어 각 최종 셀의 길이를 변경시킬 수 있다. y 방향을 따라 어레이를 오프셋시키기 위해 본 발명에 따른 장치의 구성과 동작은, 예를 들어, 아래 도 32 및 도 33을 참조하여 더 설명된다.

최종 셀(63)의 추가적인 변형이 달성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 셀을 형성하는 장치(1)의 제2 어레이에서 반대 주름 요소의 선두 에지(122)가 제1 어레이의 각 주름 요소로부터 동일한 거리에서 제1 어레이의 이러한 주름 요소들 사이에 위치된 경우, 셀의 골 접는 선(86)은 셀의 중간에 위치될 수 있다. 대안적으로, 제2 어레이의 반대된 주름 요소의 선두 에지(122)가 제1 어레이의 인접한 주름 요소들 중 하나의 요소의 선두 에지(122)에 더 가까이 이격된 경우, 셀의 골 접는 선(86)이 마찬가지로 셀의 피크 접는 선(80)들 중 하나에 더 가까이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 장치(1)에 의해 허용된 제1 어레이(10, 12)의 인접한 주름 요소의 선두 에지(122)의 x 축을 따른 양이나 거리가 장치에 의해 형성될 원하는 셀(63)의 피크 접는 선(80)의 x 축을 따른 최대 거리 이상이다.

상기한 바로부터 이해되는 바와 같이, 장치(1)는 여러 형상과 사이즈의 셀(63)을 내부에 구비하는 접힌 구조물(61)이 형성될 수 있게 한다.

전술한 바와 같이, 형성된 접힌 구조물(61)의 셀(63)의 길이가 구조물마다 변경될 수 있는 것이, 주름 요소의 사이즈를 변경함이 없이 또는 상부 및/또는 하부 어레이(10, 12)를 재구성함이 없이, 달성될 수 있게 하는 본 발명의 장치가 제공될 수 있다. 그리하여, 고정된 길이의 각 선두 에지(120, 122)를 구비하는 반대된 주름 요소들이 제1 길이의 가상의 직선 라인 세그먼트(87)를 한정하는 접을 수 있는 매체(60)에 사용될 수 있어서, 이러한 제1 길이의 반대된 단부벽(72, 74)들 사이의 거리 또는 길이를 가지는 제1 셀(63)을 형성할 수 있다. 나아가, 이러한 반대된 주름 요소는 제1 길이와는 상이한 제2 길이를 한정하는 다른 가상 직선 라인 세그먼트(87)를 구비하는 접을 수 있는 매체(60)에 사용될 수 있어서, 제2 길이의 반대된 단부벽(72, 74)들 사이의 거리를 구비하는 제2 셀(63)이 형성될 수 있다. 이러한 장치의 일 실시예는 간략함과 명료화를 위해 장치의 부분 사시도를 도시하는 도 32에 도시된다. 도 32에 도시된 예에서, 작동 조립체와 지지 조립체의 특정 부품들이 도시되어 있으나, 장치의 특정 다른 부분, 예를 들어 상부 어레이와 하부 어레이(10, 12)들은 본 예의 개시 내용을 불명확하게 하지 않게 하기 위하여 생략될 수 있다. 어레이(10, 12)(도 32에는 미도시)는 장치(1)를 참조하여 전술한 것과 본질적으로 동일할 수 있고, 주름 요소와 주름 요소의 어레이의 임의의 조합이 도 32의 예에 사용될 수 있는 것으로 이해된다.

도 32에 도시된 장치(201)는 장치(1)와 실질적으로 유사하고 동일한 참조 부호는 장치(1 및 201)의 동일한 부분을 기술하고 나타내는데 사용되었다. 장치(201)는 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)와 하부 어레이(12)의 주름 요소(14) 사이에 x 축과 y 축 중 적어도 하나의 축을 따라 상대적인 움직임을 허용할 수 있다(도 32에는 미도시). 일 실시예에서 상부 어레이의 주름 요소(13)는 하부 어레이의 주름 요소(14)에 대해 y 축을 따른 방향으로 일체로 이동가능하다. 이 움직임이 임의의 적절한 거리로 이루어질 수 있으나, 일 실시예에서 이러한 거리는 0.125 내지 1.0 인치에 이르고, 일 실시예에서 0.125 내지 0.5 인치에 이르고, 일 실시예에서 대략 0.25 인치이다.

일 실시예에서, 추가적인 이동가능한 판(202)이 장치(201)에 포함된다. y-병진이동 판(202)으로도 알려진 병진이동 판(202)이 임의의 적절한 슬라이드 조립체(203)에 의하여 이동가능한 판(6)의 하부에 슬라이딩가능하게 고정된다. 일 실시예에서, 슬라이드 조립체는 x 축을 따라 이격된 위치에서 판(6)의 하부에 형성된 적어도 제1 및 제2 그루브(206a, 206b)를 포함한다. 병진이동 판(202)에는, 각 그루브(206)와 협력하여 판(208)이 판(6)에 대해 y 방향으로 이동하게 하는 적어도 제1 및 제2 슬라이드 요소(207a, 207b)들이 제공된다. 슬라이드 요소(207)는 레일이 그루브에서 y 축 또는 215 방향을 따라 슬라이딩하게 하는 방식으로 각 그루브(206a, 206b) 내에 협력하여 안착하는 제1 및 제2 레일(207a, 207b)의 형태일 수 있다. 레일(207a, 207b)과 그루브(206a, 206b)는 레일이 진행 방향과 직교하는 2개의 방향으로 이동하는 것이 제한되도록 구성될 수 있고, 그리하여 레일(207a, 207b)과 그루브(206a, 206b)가 레일(207a, 207b)이 그루브(206a, 206b) 내에 안착된 동안 x 방향 또는 z 방향으로 이동할 수 없도록 형성될 수 있다. 협력하는 레일과 그루브는 도 32에 도시된 바와 같이 도브테일(dovetail) 배열로 구현될 수 있으나, 판(202)을 판(6)의 하부에 슬라이딩가능하게 결합하기 위해 현재 알려지거나 차후 개발된 다른 기술이 사용될 수 있다.

랙과 피니언 조립체(42)는 조립체(42)가 장치(1)에서 이동가능한 판(6)의 하부에 장착된 것과 동일한 구성으로 병진이동 판(202)의 하부(213)에 장착될 수 있다. 유사하게, 작동 디바이스 또는 작동체(18a 내지 18d)는 장치(1)에서 이동가능한 판(6)에 대해 전술되고 도시된 바와 같은 방식으로 이동가능한 판(6)의 상부와, 랙과 피니언 조립체(42)에 장착된다. 복수의 각 애퍼처(211)가 병진이동 판(202)의 폭을 통과하게 제공되어 이 애퍼처는 작동체(18)를 수용하고 판(202)이 y 방향으로 진행하는 동안 작동체(18)가 y 축을 따라 이동할 수 있게 한다. 일부 예에서, 애퍼처(211)는 원형일 수 있고 각 애퍼처(211)의 직경은 판(203)이 y 방향을 따라 병진이동될 때 애퍼처(211)의 내부 벽이 각 작동체(18a 내지 18d)의 샤프트와 간섭하지 않도록 선택될 수 있다. 특정 예에서, 애퍼처(211)들 중 하나 이상은 타원형, 직사각형 또는 세장형 슬롯으로 형성될 수 있다. 애퍼처(211)에 임의의 다른 적절한 형상 팩터를 사용하여 판(202)이 y 방향을 따라 판(2, 4 및/또는 6)에 대해 이동가능하게 할 수 있다.

작동 조립체(216)는 고도가 조절가능한 판(6)에 대해 판(202)을 병진이동시키거나 이동시키기 위해 장치(201)에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 선형 작동체(217), 예를 들어 실린더-피스톤 유형, 유압 또는 전기 작동체는, 예를 들어 전술한 제어기에 더하여 또는 이와 동일한 프로그래밍가능한 제어기를 사용하여 원하는 바에 따라 사용되어 제어되고/되거나 동기화될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 작동체(217)가 제공되고, x 축을 따라 이격된 위치에 이동가능한 판(6)의 상부에 장착된다. 각 작동체의 피스톤은, 병진이동 판(202)의 상부에 적절한 방식으로 결합되고 이동가능한 판(6) 내 개구를 통해 연장되어 작동체에 액세스가능할 수 있는 브래킷 또는 다른 적절한 부재(218)에 연결될 수 있다.

작동 조립체(216)는 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)가 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)에 대해 y 축을 따라 이동가능하게 한다(도 33 참조). 그리하여, 주름 요소(13)의 행(33)은 장치(201)의 접는 공정 동안 또는 접는 공정 전에 주름 요소(14)의 대응하는 행(34)에 대해 y 방향으로 병진이동될 수 있다.

장치(201)는 장치(1)에 대해 전술한 바와 실질적으로 같은 방식으로 동작한다. 접을 수 있는 매체(60)의 직선 라인(87)과, 그리하여 형성될 접힌 구조물의 셀(63)의 단부벽(72, 74)들 사이의 거리가, 주름 요소(13, 14)의 선두 에지의 길이보다 큰 하나의 동작 방법에서, 상부 어레이(10)는 예를 들어 주름 요소가 접을 수 있는 매체(60)와 맞물리기 전에 하부 어레이(12)에 대해 y 축을 따라 이동될 수 있어, 어레이(10, 12)들 중 하나의 어레이 내 주름 요소의 단부 표면이 매체(60)의 직선 라인(87)의 대응하는 세트의 일 단부와 y 축을 따라 정합되고 어레이(10, 12)들 중 다른 어레이 내 주름 요소들의 단부 표면은 대응하는 세트 간에 직선 라인(87)의 세트 각각의 다른 단부와 y 축을 따라 정합된다. 예를 들어, 주름 요소(13)의 단부 표면(130)은 매체(60)의 직선 라인(87)의 일 단부와 정합될 수 있고, 주름 요소(13)의 x 축을 따라 두 측면에서 대향하는 주름 요소(14)들의 단부 표면(130)들이 x 축을 따라 제1 라인(87)의 대향하는 측면에 위치된 매체 상에 2개의 인접한 직선 라인(87)의 다른 단부와 정합될 수 있다. 접는 공정 동안, 주름 요소(13, 14)의 반대된 선두 에지(120, 122)는 주름 요소들이 서로 맞물리는 동안 매체(60)의 직선 라인(87)과 맞물려 이 교대하는 직선 라인(87)들이 매체에서 교대로 피크 접는 선(80)과 골 접는 선(86)을 형성하게 한다. 도 33에 도시된 바와 같이 y 축을 따라 하부 주름 요소(14)에 대해 상부 주름 요소(13)를 약간 오프셋시켜도, 예를 들어 전술한 양만큼 약간 오프셋시켜도, 접는 공정 또는 셀(63)과 벽 구조물(82)을 형성하는 것에 영향을 미치지 않는다.

전술한 방식으로, 장치(201)는 고정된 길이의 선두 에지(120, 122)를 구비하는 주름 요소(13, 14)들이 선두 에지(120, 122)의 길이와 대략 동일한 단부벽(72, 74)들 사이의 거리를 구비하는 셀을 형성하는데 및 선두 에지(120, 122)의 길이보다 큰 단부벽(72, 74)들 사이의 거리를 구비하는 셀을 형성하는데 사용될 수 있게 한다.

본 발명의 주름 조립체의 주름 요소, 예를 들어 주름 조립체(7)의 제1 또는 상부 어레이와 주름 요소의 제2 또는 하부 어레이의 다른 실시예가 제공될 수 있다. 본 발명의 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12) 중 하나 또는 둘 모두에 사용될 수 있는 주름 요소의 어레이의 추가적인 실시예가 도 34 내지 도 36에 도시된다. 도 34 내지 도 36에 개시된 주름 어레이(301)는 상기 개시 내용 또는 본 명세서에 있는 어느 것을 포함하여 본 발명의 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12) 중 하나 또는 둘 모두에 사용될 수 있다. 주름 어레이(301)는 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)와 실질적으로 유사하고 동일한 참조 부호는 어레이(301, 10 및 12)의 동일한 부품을 기술하는데 사용되었다.

주름 어레이(301)는 상부 어레이(10)의 주름 요소(13)와 하부 어레이(12)의 주름 요소(14)와 실질적으로 유사한 복수의 주름 요소(302)로 형성되고 동일한 참조 부호는 주름 요소(302, 13 및 14)의 동일한 부품을 기술하는데 사용된다. 주름 요소는 열(303)과 직교하게 연장될 수 있는 복수의 열(303)과 복수의 행(304)으로 배열될 수 있다. 주름 어레이(301)의 주름 요소(302)의 일부 또는 전부는 실질적으로 동일할 수 있고, 일 실시예에서, 예를 들어 도 34 내지 도 36에 도시된 바와 같이, 주름 요소(302)의 전부는 동일한 것으로 이해된다. 주름 부재 또는 접는 요소 또는 부재로도 지칭될 수 있는 각 개별 주름 요소(302)는, 직사각형 횡방향 단면을 구비할 수 있는 일반적으로 세장형 부재로 구현될 수 있다. 주름 요소의 일부 또는 전부는 실질적으로 임의의 횡방향 단면을 구비하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 이러한 주름 요소는 일반적으로 봉 또는 다른 원통형 부재로 형성되도록 주름 요소들의 횡방향 단면이 원형 또는 타원형일 수 있는 것으로 이해된다. 다른 형상 팩터는 주름 요소의 일부 또는 전부를 형성하기 위해 원하는 바에 따라 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 각 주름 요소(302)는 제1 또는 상부 부분(150)과 제2 또는 바디 부분(306)을 포함한다(도 34 참조). 주름 요소의 바디 부분(306)은 도 34에 도시된 바와 같이 상부, 말단 또는 상위 구획(307)과 하부, 근접 또는 하위 구획(308)을 포함할 수 있다. 각 주름 요소(302)의 바디 부분(306)은 어레이(301)의 각 주름 요소의 바디 부분(306)을 결합시키고 작동 조립체(5)에 어레이를 더 결합시킬 수 있는 임의의 원하는 방식으로 형성되고 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전술한 바와 같이, 각 어레이의 주름 요소들은 각 주름 요소가 적어도 하나의 및 바람직하게는 복수의 다른 주름 요소에 인접하도록 행과 열로 배열된다. 예를 들어 도 34에 도시된 바와 같이, 주름 요소(302e)는 x 방향을 따라 주름 요소(302d, 302f)들에 인접하여 이들 사이에 배치되고 y 방향으로 주름 요소(302b, 302h)들에 인접하여 이들 사이에 배치된다.

인접한 주름 요소들은 y 축을 따라 주름 요소의 열들을 팽창 및 수축시키고 x 축을 따라 주름 요소의 행들을 팽창 및 수축시킬 수 있게 하는 본 명세서에 설명된 링크 조립체들 중 어느 것을 포함하는 임의의 적절한 링크 조립체를 사용하여 함께 연결될 수 있다. 일 실시예에서, y 축에서 주름 요소들을 팽창 및 수축시키는 것은 x 축에서의 주름 요소들의 팽창 및 수축과 독립적이다. 링크 조립체는 주름 요소의 행(304) 내 모든 주름 요소가 제1 방향으로, 예를 들어 y 축을 따라 함께 이동가능하고, 주름 요소의 열(303) 내 모든 주름 요소는 제2 방향, 예를 들어 x 축을 따라 함께 이동가능하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 본 명세서에서 팽창가능한 링크 조립체 또는 지향적으로 팽창가능한 링크 조립체라고 상호 교환가능하게 지칭될 수 있는 링크 조립체는, 주름 요소(302)의 열(303)들과 주름 요소(302)의 행(304)들을 함께 각각 결합시키기 위해 y-진행 가위 조립체(316)와 x-진행 가위 조립체(317)를 사용하여 구현될 수 있다.

금속 또는 플라스틱 또는 세라믹과 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있는 각 y-진행 가위 조립체(316)와 x-진행 가위 조립체(317)는 복수의 제1 및 제2 가위 요소 또는 링크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 y-진행 가위 조립체(316)는 복수의 제1 y-가위 링크(321)와 복수의 제2 y-가위 링크(322)를 포함할 수 있다(도 34 참조). 제1 및 제2 y-가위 링크(321, 322)는 예를 들어 y-중심 선회 요소 또는 핀(323)을 포함할 수 있는 선회 수단 또는 조인트를 사용하여 선회가능하게 함께 결합된다. 각 y-가위 링크(321, 322)는 y-제1 단부 부분(326)과 y-제2 단부(327)를 구비한다. 일 실시예에서, 각 쌍의 y-가위 링크(321, 322)는 주름 요소(302)의 상위 구획(307)에서 열(303) 내 3개의 인접한 주름 요소들을 함께 결합시킨다. 이런 점에서, 각 y-가위 링크(321, 322)의 y-제1 단부(326)는 3개의 인접한 주름 요소의 외부 주름 요소들 중 하나의 주름 요소, 예를 들어, 좌측 주름 요소(302)의 상위 구획(307)에 제공되고 길이방향으로 z 방향으로 연장되는 각 y-슬롯(331, 332)에 슬라이딩가능하게 배치된 y-이동가능한 요소 또는 핀(328)을 사용하는 것에 의해 예를 들어 좌측 주름 요소(302)의 바디 부분(306)의 상위 구획(307)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 제1 y-가위 링크(321)의 y-제1 단부(326)를 위한 y-슬롯(331)은 상위 구획(307)의 하위 부분에 있을 수 있고, 제2 y-가위 링크(322)의 y-제1 단부(326)를 위한 y-슬롯(332)은 상위 구획(307)의 상위 부분에 있을 수 있다. 각 y-가위 링크(321, 322)의 y-제2 단부(327)는 예를 들어 우측 주름 요소(302)의 상위 구획(307)에 제공되고 길이방향으로 z 방향으로 연장하는 각 y-슬롯(332, 331)에 슬라이딩가능하게 배치된 y-이동가능한 요소 또는 핀(328)을 사용하는 것에 의해 3개의 인접한 주름 요소의 외부 주름 요소들 중 다른 요소, 예를 들어 우측 주름 요소(302)의 바디 부분(306)의 상위 구획(307)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 제1 y-가위 링크(321)의 y-제2 단부(327)를 위한 y-슬롯(332)이 상위 구획(307)의 상위 부분에 있을 수 있고, 제2 y-가위 링크(322)의 y-제2 단부(327)를 위한 y-슬롯(331)이 상위 구획(307)의 하위 부분에 있을 수 있다. y-중심 선회 핀(323)은 3개의 인접한 주름 요소의 중심 주름 요소(302)의 상위 구획(307) 내 보어(bore)(미도시) 내에 고정되게 결합된다. 일 실시예에서, 주름 요소(302) 내 이러한 보어는 슬롯(331, 332)들 사이에 중간에 배치된다. 일 실시예에서, 제1 y-진행 가위 조립체(316)는 주름 요소의 각 열(303)의 주름 요소(302)의 일측에 결합되고 제2 y-진행 가위 조립체(316)는 이러한 열(303)의 주름 요소(302)의 타측에 결합되지만, 단 하나의 y-진행 가위 조립체(316)만이 주름 요소(302)의 열(303)에 사용되는 실시예도 제공될 수 있는 것으로 이해된다. 주름 요소(302)의 최외각 행(304)에는, 각 y-가위 링크(321, 322)의 절반만이 y-중심 선회 핀(323)에 의해 각 이러한 단부 주름 요소(302)의 상위 구획(307)에 고정되게 결합된다. 이런 점에서, 각 가위 링크(321, 322)의 y-단부 부분(326 또는 327)은 단부 주름 요소(302)로부터 이 단부 주름 요소로부터 어레이(301)의 내부쪽에 배치된 인접한 주름 요소(302) 내 각 슬롯(331, 332)으로 연장된다. 각 제1 y-가위 링크(321)는 서로 평행하게 연장되고 각 제2 y-가위 링크(322)는 각각에 평행하게 연장되고 y-진행 가위 조립체(316)는 평면에서 연장된다. y-제1 단부 부분(326)을 핀(323)에 대해 서로 멀어지는 방향으로 선회시키고 y-제2 단부 부분(327)을 핀(323)에 대해 서로 멀어지는 방향으로 선회시키는 것에 의해 조립체(316)의 가위 링크(321, 322)를 수축시키면, 각 주름 요소(302)의 y-이동가능한 핀(328)이 슬롯(331, 332)에서 서로 멀어지게 이동하여 어레이(301)의 주름 요소들이 y 방향으로 일체로 함께 인출되게 한다. y-제1 단부 부분(326)을 핀(323)에 대해 서로를 향하는 방향으로 선회시키고 y-제2 단부 부분(327)을 핀(323)에 대해 서로를 향하는 방향으로 선회시키는 것에 의해 조립체(316)의 링크(321, 322)를 팽창시키면, 각 주름 요소(302)의 y-이동가능한 핀(328)이 슬롯(331, 332)에서 서로를 향해 이동하여 어레이(301)의 주름 요소들이 y 방향으로 일체로 서로 멀어지는 방향으로 이동하거나 또는 팽창하게 한다.

유사한 방식으로, 각 x-진행 가위 조립체(317)는 복수의 제1 x-가위 링크(341)와 복수의 제2 x-가위 링크(342)를 포함할 수 있다(도 36 참조). 제1 및 제2 x-가위 링크(341, 342)는 예를 들어 x-중심 선회 요소 또는 핀(343)을 포함할 수 있는 선회 수단 또는 조인트를 사용하여 선회가능하게 함께 결합된다. 각 x-가위 링크(341, 342)는 x-제1 단부 부분(346)과 x-제2 단부(347)를 구비한다. 일 실시예에서, 각 쌍의 x-가위 링크(341, 342)는 주름 요소(302)의 하위 구획(308)에서 행(304) 내 3개의 인접한 주름 요소들을 함께 결합시킨다. 이런 점에서, 각 x-가위 링크(341, 342)의 x-제1 단부(346)는 예를 들어 좌측 주름 요소(302)의 하위 구획(308)에 제공되고 길이방향으로 z 방향으로 연장되는 각 x-슬롯(351, 352) 내에 슬라이딩가능하게 배치된 x-이동가능한 요소 또는 핀(348)을 사용하는 것에 의해 이러한 3개의 인접한 주름 요소들의 외부 주름 요소들 중 하나의 주름 요소, 예를 들어 좌측 주름 요소(302)의 바디 부분(306)의 하위 구획(308)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 제1 x-가위 링크(341)의 x-제1 단부(346)를 위한 x-슬롯(351)은 하위 구획(308)의 하위 부분에 있을 수 있고, 제2 x-가위 링크(342)의 x-제1 단부(346)를 위한 x-슬롯(352)은 하위 구획(308)의 상위 부분에 있을 수 있다. 각 x-가위 링크(341, 342)의 x-제2 단부(347)는 예를 들어 이러한 우측 주름 요소(302)의 하위 구획(308)에 제공되고 길이방향으로 z 방향으로 연장되는 각 x-슬롯(352, 351) 내에 슬라이딩가능하게 배치된 x-이동가능한 요소 또는 핀(348)을 사용하는 것에 의해 3개의 인접한 주름 요소들의 외부 주름 요소들 중 다른 주름 요소, 예를 들어 우측 주름 요소(302)의 바디 부분(306)의 하위 구획(308)에 슬라이딩가능하게 결합될 수 있다. 제1 x-가위 링크(341)의 x-제2 단부(347)를 위한 x-슬롯(352)은 하위 구획(308)의 상위 부분에 있을 수 있고, 제2 x-가위 링크(342)의 x-제2 단부(347)를 위한 x-슬롯(351)은 하위 구획(308)의 하위 부분에 있을 수 있다. x-중심 선회 핀(343)은 3개의 인접한 주름 요소의 중심 주름 요소(302)의 하위 구획(308) 내 보어(미도시) 내에 고정되게 결합된다. 일 실시예에서, 주름 요소(302) 내 이러한 보어는 슬롯(351, 352)들 사이에 중간에 배치된다. 일 실시예에서, 제1 x-진행 가위 조립체(316)는 주름 요소의 각 행(304)의 주름 요소(302)의 일측에 결합되고 제2 x-진행 가위 조립체(316)는 이 행(304)의 주름 요소(302)의 타측에 결합되지만, 단 하나의 x-진행 가위 조립체(316)만이 주름 요소(302)의 행(304)에 사용되는 실시예도 제공될 수 있는 것으로 이해된다. 주름 요소(302)의 최외각 열(303)에는, 각 x-가위 링크(341, 342)의 절반만이 각 이러한 단부 주름 요소(302)의 하위 구획(308)에 x-중심 선회 핀(343)에 의해 고정되게 결합된다. 이런 점에서, 각 가위 링크(341, 342)의 x-단부 부분(346 또는 347)은 단부 주름 요소(302)로부터 이 단부 주름 요소로부터 어레이(301)의 내부쪽에 배치된 인접한 주름 요소(302) 내 각 슬롯(351, 352)으로 연장된다. 각 제1 x-가위 링크(341)는 서로 평행하게 연장되고 각 제2 x-가위 링크(342)는 각각에 평행하게 연장되고 x-진행 가위 조립체(316)는 평면에서 연장된다. x-제1 단부 부분(346)을 핀(343)에 대해 멀어지는 방향으로 선회시키고 x-제2 단부 부분(347)을 핀(343)에 대해 서로 멀어지는 방향으로 선회시키는 것에 의해 조립체(316)의 가위 링크(341, 342)를 수축시키면, 각 주름 요소(302)의 x-이동가능한 핀(348)이 슬롯(351, 352)에서 서로 멀어지게 이동하여, 어레이(301)의 주름 요소들이 일체로 x 방향으로 함께 인출하게 한다. x-제1 단부 부분(346)을 핀(343)에 대해 서로를 향해 선회시키고 x-제2 단부 부분(347)을 핀(343)에 대해 서로를 향해 선회시키는 것에 의해 조립체(316)의 링크(341, 342)를 팽창시키면, 각 주름 요소(302)의 x-이동가능한 핀(348)이 슬롯(351, 352)에서 서로를 향하는 방향으로 이동시켜 어레이(301)의 주름 요소들을 서로 멀어지는 방향으로 이동하게 하거나 또는 x 방향으로 일체로 서로 멀어지는 방향으로 팽창하게 한다.

주름 요소(302)는 금속, 플라스틱 또는 세라믹 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있고, 일 실시예에서 강성의 재료로 만들어질 수 있다. 주름 요소들 전부가 동일한 재료로 만들어질 필요는 없고, 예를 들어 일부 주름 요소는 강성의 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 일부 다른 주름 요소는 금속으로 만들어질 수 있고, 일부 다른 주름 요소는 세라믹 재료로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 각 주름 요소(302)의 상부 부분(150)과 바디 부분(306)은, 예로서 몰딩 또는 기계 가공에 의해 하나의 부재로 제조된 단일 부품, 예를 들어 단일 일체 구조물로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 각 주름 요소는, 주름 요소를 형성하도록 조립되고 주름 요소의 어레이(301)로 조립된 복수의 개별 서브-부품을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 주름 요소(302)의 하위 구획(308)의 단부 부분(173)에는 슬라이딩 접촉 표면 또는 베어링(175)이 제공될 수 있다.

주름 어레이(301)는 예를 들어 상부 어레이(10)와 하부 어레이(12)에 대해 전술한 바와 같은 방식으로 동작할 수 있다. 3개의 각 인접한 주름 요소(302)에 걸쳐 제1 및 제2 y-가위 링크(321, 322)와 제1 및 제2 x-가위 링크(341, 342)가 걸쳐 있고, 각 가위 링크에 의해 3개의 인접한 주름 요소(302)를 슬라이딩가능하게 함께 결합시키면, 주름 어레이(301)의 구조적인 무결성과 균일한 움직임을 개선시켜, 접는 장치(1)의 동작 신뢰성과 이에 의해 형성된 접힌 구조물의 품질을 증가시킬 수 있다.

재료 시트를 접힌 지지 구조물로 접는 장치, 시스템 및 방법의 실시예들이 본 명세서에서 설명되었는데, 이 장치, 시스템 및 방법은 설명된 바와 같은 3차원 접힌 구조물을 달성하는데 자동화 레벨로 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 예시적인 장치는 주름 요소들의 제1 어레이와 주름 요소들의 제2 어레이를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 어레이 내 주름 요소들 각각은 재료 시트와 맞물리도록 구성된 선두 에지를 구비할 수 있다. 상기 장치는 상기 제1 및 제2 복수의 주름 요소들이 이격되어 있는 제1 위치로부터 주름 요소의 상기 제1 및 제2 어레이들이 적어도 부분적으로 서로 맞물려 있는 제2 위치로 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 상대적인 움직임을 야기하고, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이를 상기 제2 위치로 상대적으로 이동시키는 동안, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들을 함께 가까이 이동시키고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들을 함께 가까이 이동시키는 적어도 하나의 작동체를 더 포함할 수 있다. 이런 방식으로 상기 제1 및 제2 어레이의 주름 요소를 상기 제2 위치로 상대적으로 이동시키는 동안 재료 시트는 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들 사이에 배치되고 상기 주름 요소의 상기 선두 에지에 의해 접힐 수 있다. 나아가, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들을 함께 가까이 이동시키고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들을 함께 가까이 이동시키는 경우 상기 재료 시트가 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이에 의해 접혀서 상기 재료 시트를 수축시킬 수 있게 한다.

특정 실시예에서, 상기 적어도 하나의 작동체는 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들의 상대적인 움직임을 야기하는 적어도 하나의 제1 작동체, 및 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들을 상기 제2 위치로 상대적으로 이동시키는 동안 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들을 함께 가까이 이동시키고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들을 함께 가까이 이동시키는 적어도 하나의 제2 작동체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 장치는 주름 요소의 복수의 어레이를 포함할 수 있고, 여기서 제1 어레이의 주름 요소들은 행과 열로 배치되고 상기 제2 어레이의 주름 요소들은 행과 열로 배치된다. 일 실시예에서, 상기 주름 요소들의 제1 어레이 내 열의 개수는 상기 주름 요소들의 제2 어레이 내 열의 개수보다 하나 더 적을 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 어레이 내 주름 요소의 행은 상기 제2 어레이 내 주름 요소의 행과 평면에서 정렬될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 주름 요소들의 제1 어레이는 상기 주름 요소들의 제2 어레이에 대해 횡방향으로 이동가능하여, 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 행이 상기 제2 어레이 내 주름 요소의 행과 평면에서 정렬되지 않게 할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 장치는 상기 주름 요소들의 제2 어레이에 대해 상기 주름 요소들의 제1 어레이를 이동시켜, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 행이 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 행과 평면에서 정렬되지 않게 하는 적어도 하나의 추가적인 작동체를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제1 어레이 내 주름 요소의 열은 평면에서 보았을 때 상기 제2 어레이 내 주름 요소의 열로부터 오프셋되어, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 제1 어레이 내 주름 요소의 열이 상기 제2 어레이 내 주름 요소의 열과 서로 맞물려 있을 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 어레이 내 주름 요소의 열은 평면에서 보았을 때 상기 제2 어레이 내 주름 요소의 열들 사이에 실질적으로 센터링될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 어레이의 각 열에 있는 인접한 주름 요소들은 제1 열 가위 조립체에 의해 상호 연결될 수 있고 상기 제2 어레이의 각 열에 있는 인접한 주름 요소들은 제2 열 가위 조립체에 의해 상호 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 어레이의 각 행에 있는 인접한 주름 요소들은 제1 행 가위 조립체에 의해 상호 연결될 수 있고 상기 제2 어레이의 각 행에 있는 인접한 주름 요소들은 제2 행 가위 조립체에 의해 상호 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소의 선두 에지는 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 서로 실질적으로 동일 평면에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소의 상기 선두 에지는 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 서로 실질적으로 동일 평면에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소의 상기 선두 에지는 실질적으로 서로 동일 평면에 있을 수 있고 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소의 상기 선두 에지는 실질적으로 서로 동일 평면에 있을 수 있다.

여러 측면과 예들이 본 명세서에 개시되었으나, 다른 측면과 예들이 이 기술 분야 통상의 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 여러 측면과 예들은 단지 예시를 위한 것일 뿐 이하 청구범위에 의해 지시된 사상과 범위 내에서 본 발명을 제한하려고 의도된 것은 아니다.

Claims (16)

1. 재료 시트(sheet)를 접어 접힌 구조물(folded structure)을 형성하는 장치로서, 주름 요소들(creasing elements)의 제1 어레이 및 주름 요소들의 제2 어레이와, 적어도 하나의 작동체를 포함하되, 상기 주름 요소들의 각각은 상기 재료 시트와 맞물리도록 구성된 선두 에지(leading edge)를 구비하며, 상기 적어도 하나의 작동체는, 상기 제1 및 제2 복수의 주름 요소들이 이격되어 있는 제1 위치로부터 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 적어도 부분적으로 서로 맞물려 있는 제2 위치로 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이의 상대적인 움직임을 야기하고, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제2 위치로 상대적으로 움직이는 동안 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들을 서로 가까이 이동시키고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들을 서로 가까이 이동시켜, 상기 제1 및 제2 어레이의 주름 요소들이 상기 제2 위치로 상대적으로 이동하는 동안 상기 재료 시트가 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들 사이에 배치될 수 있고 상기 주름 요소들의 상기 선두 에지들에 의해 접힐 수 있게 하며, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들이 서로 가까이 이동하고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들이 서로 가까이 이동하는 경우 상기 재료 시트가 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이에 의해 접힘에 따라서 상기 재료 시트를 수축시키는 것인 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 작동체는 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들의 상대적인 움직임을 야기하는 적어도 하나의 제1 작동체, 및 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제2 위치로 상대적으로 움직이는 동안 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들을 서로 가까이 이동시키고 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들을 서로 가까이 이동시키는 적어도 하나의 제2 작동체를 포함하는 것인 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들은 평면에서 보았을 때 행과 열로 배치되고, 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들은 평면에서 보았을 때 행과 열로 배치된 것인 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 주름 요소들의 제1 어레이 내 열들의 수는 상기 주름 요소들의 제2 어레이 내 열들의 수보다 하나 더 적은 것인 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 주름 요소들의 제1 어레이 내 행들의 수는 상기 주름 요소들의 제2 어레이 내 행들의 수와 동일한 것인 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 제1 어레이 내 주름 요소의 행들 각각은 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 각 행과 평면에서 정렬가능한 것인 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 주름 요소들의 제1 어레이는 상기 주름 요소들의 제2 어레이에 대해 횡방향으로 이동가능하여, 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 행들이 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 행들과 평면에서 정렬되지 않게 하는 것인 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 주름 요소들의 제2 어레이에 대해 상기 주름 요소들의 제1 어레이를 이동시켜, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 행들이 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 행들과 평면에서 정렬되지 않게 하는 적어도 하나의 추가적인 작동체를 더 포함하는 장치.
9. 제3항에 있어서, 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 열들은 평면에서 보았을 때 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 열들로부터 오프셋되어, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 열들이 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 열들과 서로 맞물리게 하는 것인 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 어레이 내 주름 요소들의 열들은 평면에서 보았을 때 상기 제2 어레이 내 주름 요소들의 열들 사이에 실질적으로 센터링된 것인 장치.
11. 제3항에 있어서, 상기 제1 어레이의 각 열에 있는 인접한 주름 요소들은 제1 열 가위 조립체(first column scissor assembly)에 의해 상호 연결되고 상기 제2 어레이의 각 열에 있는 인접한 주름 요소들은 제2 열 가위 조립체에 의해 상호 연결된 것인 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 어레이의 각 행에 있는 인접한 주름 요소들은 제1 행 가위 조립체에 의해 상호 연결되고 상기 제2 어레이의 각 행에 있는 인접한 주름 요소들은 제2 행 가위 조립체에 의해 상호 연결된 것인 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들의 상기 선두 에지들은 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 실질적으로 서로 동일 평면에 있는 것인 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들의 상기 선두 에지들은 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 실질적으로 서로 동일 평면에 있는 것인 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 주름 요소들의 제1 및 제2 어레이들이 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제2 어레이의 상기 주름 요소들의 상기 선두 에지들은 실질적으로 서로 동일 평면에 있고 상기 제1 어레이의 상기 주름 요소들의 상기 선두 에지들은 실질적으로 서로 동일 평면에 있는 것인 장치.
16. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 작동체는 상기 제1 또는 제2 어레이들 중 하나의 어레이를 상기 제1 또는 제2 어레이들 중 다른 어레이에 대해 이동시켜, 상기 제1 또는 제2 어레이들 중 하나의 어레이의 주름 요소들의 열들이 상기 제1 또는 제2 어레이들 중 다른 어레이의 주름 요소들의 열들과 정렬되지 않게 하는 제3 작동체를 포함하는 것인 장치.

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