구조적 요소

구조적 요소{STRUCTURAL ELEMENT}

본 발명은 구조적 요소에 관련된 것이고, 구체적으로는 기계적 강성을 유지하면서 외부 인장력 및 압축력에 대한 높은 복원력을 갖는 시트, 패널 또는 팔레트를 형성하는 구조적 요소의 제조 및 사용에 관한 것이다.

패널은 가장 간단한 형태로 한 장의 시트로 구성 될 수 있다. 단일 플라이 또는 멀티-플라이가 가능하다. 패널의 바람직한 특성은 그것이 요구되는 상황에 달려있다. 예를 들어, 덮개로 사용되는 패널은 지붕에 사용되는 패널과 사람들이 서 있거나 걸었을 때 사용되는 플랫폼으로 사용되는 패널보다 덜 단단할 것으로 기대된다. 단단한 것 외에도 측점 응력에 대한 저항력이 필요하다.

패널의 두께를 증가시킴으로써(또는 시트를 더 추가하고 이들 시트 사이의 갭을 변화시킴으로써) 강성 및 강도가 변화 될 수 있는 패널에 동일한 재료가 사용될 수 있다. 재료의 두께가 증가하면 사용되는 재료의 양이 늘어나고 이것은 재료의 무게와 비용을 증가시킨다. 시트 또는 플라이 사이의 공간을 변경하는 것만으로 유사한 강도 또는 강성 변화를 달성 할 수 있지만, 재료 비용이 크게 증가하지 않고 추가적인 공간 재료의 재료 비용만 발생한다.

사용된 재료의 증가를 최소화하면서 패널의 강도를 높이기 위해 이러한 기술을 사용하는 것이 알려져 있다. 다른 기술들도 알려져 있다. 여기에는 주름을 사용하는 것과 같이 패널의 모양을 변경하거나 폼이 채워진 섬유판과 같이 서로 다른 재료가 결합된 복합 재료를 사용하는 것이 포함된다. 다른 방법은 이러한 기술을 결합하는 것이다. 예를 들어 형성 재료가 패널의 내부 구조를 형성하는 경우일 수 있다. 이러한 방법은 자체적인 문제가 없다. 이러한 구조는 복합 구조의 제조시 단방향 강도(unidirectional strength) 또는 추가 비용을 초래할 수 있으며, 복합 재료의 경우 비용이 많이 드는 재활용을 초래할 수 있으며, 이는 재료 절약의 이점을 능가 할 수 있다.

따라서, 재료 시트와 비교하여 강도가 추가의 재료 및 따라서 중량의 추가 없이 증가 될 수 있는 구조적 요소를 생성하는 것이 바람직할 것이다. 구조적 요소가 다용도로 사용되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 사용을 위해 바람직한 배향을 갖지 않는 것이 바람직하다. 구조적 요소가 제조하기에 용이하다는 것이 또한 바람직할 것이다.

본 발명은 시트 재료로 생성되는 구조적 요소를 제공하고, 상기 시트 재료는 포드들을 제공하기 위해 상기 시트 재료의 길이 및 폭을 따라 간격들을 두고 변형되고, 상기 포드들은 상기 시트의 평면으로부터 튀어나오고, 상기 포드들의 벽들은 상기 시트의 상기 평면에 대해서 상대적으로 비스듬히 경사진다.

본 발명은 또한 구조적 패널의 형태에서의 구조적 요소를 제공하고, 상기 구조적 패널은 2개의 외부 시트들로 구성되고, 상기 2개의 외부 시트들은 인장 및 압축 코드들로 작용하고, 패널 전체에 걸쳐 내부로 향하는 복수 개의 포드들을 구비하고, 상기 포드들의 정점들은 서로 이어지고, 상기 포드들은 기계적으로 상호의존적이기 위해서 서로 근접하고(have a close proximity), 이중 깊이 공간-프레임 그리드 타입의 매트릭스를 생성하고, 상기 이중 깊이 공간-프레임 라텍스 타입의 매트릭스에서 상기 패널의 표면 상에 가해진(place) 하중(load)들이, 대각선 브레이스(brace)들을 서로 연결하는 작용을 하는 상기 포드들과 함께 및 상기 코드들을 통해 견뎌지고 옮겨진다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 적어도 2개의 시트들은 이러한 포드들과 함께 형성되고, 상기 시트들 중 2개는 미러-이미지에서 서로 병치되거나, 포드들의 플로어들이 접촉 구역들에서 맞물리는 방식으로 마주한다.

바람직하게는 상기 2개의 맞물리는 시트들은 유사한(또는 실질적으로 동일한) 크기 및/또는 형상이다.

바람직하게는 상기 2개의 맞물리는 시트들은, 상기 2개의 시트들로 형성되는 통합(unitary)된 요소를 제공하기 위해 상기 접촉 구역들에서 이어진다. 결합은 임의의 공지된 방법 또는 수단, 예컨대 접착 조인트, 용접 또는 접힌 또는 굴려진 플랜지(flange)의 사용에 의해 또는 그것들의 조합 또는 다른 공지 된 접합 방법에 의한 것일 수 있다

바람직하게는 상기 포드들은 원추대(frusto-conical) 형상이다.

바람직하게는 상기 포드의 플로어(floor)는 원형이다.

바람직하게는 하나 이상의 포드들 중 플로어 또는 베이스의 일 파트는 완성된 요소의 경량성을 향상시키기 위해 제거된다. 바람직하게는 중앙 디스크를 제거함으로써 플랜지 더 바람직하게는 예를 들어 고리 모양의 플랜지를 남기며 수행될 수 있다.

바람직하게는 2개의 맞물리는 시트들 사이의 접촉 또는 접합(jointing)은 플랜지(들)를 따라 또는 플랜지(들)에서 발생할 수 있다.

개별 포드 형상의 관계와 결과 구조적 요소의 강도는 포드 개구부의 치수(시트 교차점-원형인 경우 직경)와 포드 깊이 사이의 비율에 따라 달라 지거나 영향을 받을 수 있다. 이 기하 구조 및 영향의 정도 또는 방향은 변형으로부터 기인한 재료의 신장 정도, 즉 선택된 재료의 강도 또는 양에 의해 결정된다. 강철의 경우, 재료가 항복점 또는 추가적인 강도가 가해지지 않는 지점에 도달하기 전에 상당한 정도의 신축이 있을 수 있으며, 신축성의 범위는 사용을 통해 신축을 제어함으로써 변경 될 수 있고, 예를 들어, 가변 포머(variable former)들, 다중 패스(multiple passes)들 또는 가열 포머(heated former)들이 될 수 있다. 그러나 비용 효율 면에서 프레스 처리 시간 단축으로 단 한번의 패스를 사용하는 것이 제조 비용을 절감시켜 상업 가격을 낮추거나 이윤을 증가시키는 결과를 가져온다.

강철의 경우, 포드를 형성하기 위해 사용되는 시트로부터의 재료의 신장 정도는 약 30 %, 보다 바람직하게는 20% 내지 40 %인 것이 바람직하다. 시트 가장자리에서 시트 가장자리까지 형성된 포드의 중심을 통과하는 전개 길이가 포드 직경의 1.3 배(시트의 상부 표면과의 교차점에서)일 때 스트레치의 범위는 30 %로 계산 될 수 있다.

프레스를 통해 여러 번의 통과가 있는 경우 이 비율은 다를 수 있다. 예를 들어 신장이 일반적으로 항복점에 접근하지 않고 더 길 수 있다. 그럼에도 불구하고, 단일 패스들은 보다 경제적이며, 따라서 본 발명의 구조적 요소의 대량 생산에 바람직하다.

다양한 방법 또는 수단이 접촉 포드들을 함께 결합시키기 위해 채택될 수 있으며, 예를 들어 상이한 포드들에서 상이한 방법, 또는 각각의 포드에서 동일하지만, 상이한 결합 방법을 갖는 상이한 구조적 요소로 결합 될 수 있다. 본 발명은 두 가지 상이한 형태의 구조적 요소를 포함하는 제품을 포함 할 수 있는데, 둘 다 본 발명에 따라 형성되고, 예를 들어, 하나의 형태의 구조적 요소를 사용하여 형성된 팔레트 상부 및 다른 형태의 구조적 요소로부터 형성된 레그들, 이들 모두는 본 발명에 따른 것이다.

바람직하게는, 구조적 요소의 상부 평면에 횡 방향으로 가해지는 하중들, 예를 들어 그것의 상부 시트로 가해지는 하중들은 구조적 요소의 하부 또는 다른 평면, 예를 들어 구조적 요소의 하부 시트로 전달된다. 전형적으로 이것은 구조적 요소의 제 1 시트에 가해지는 하중이 제 1 시트의 포드들의 표면 또는 구조를 따라 또는 포드들을 통해 접합 또는 접촉을 통해 제 2 시트 상의 반대편 포드들로 전달되기 때문에 발생하며, 따라서 하중은 상기 구조적 요소의 하부 또는 다른 시트로 전달된다. 따라서 구조적 요소는 스페이스 프레임(space frame)과 비슷하거나 비슷한 하중 처리 특성들을 갖는다.

바람직하게는, 구조적 요소의 시트의 평면에 적용될 때의 하중들이 다수 방향으로 포드의 표면을 따라 전달되어 하중이 구조적 요소 전체에 걸쳐 분산된다. 이것은 공간 프레임에서보다 큰 장점을 제공 할 수 있는데, 그 이유는 공간 프레임에서 일반적으로 구조적 요소를 따라 하중들이 처리되는 반면, 본 발명에서는 포드의 벽을 통해 원주 방향 및 반경 방향으로 부가적으로 운반 될 수 있기 때문이다.

제 1 실시 예에서, 포드들은 대체로 원추형이며, 따라서 대부분 원형 단면(다른 한편으로는 단지 원추형 사이드)을 가질 수 있지만, 다른 바람직한 실시 예들에서, 하나 이상의 포드들 및 바람직하게는 각 포드는 한편 하나의 이상의 사이드를 구비할 수 있다. 이들 사이드들은 대신 완전히 만곡(curve)될 수도 있지만, 각각 완전히 평평한 영역으로 구성되는 것이 바람직하고, 캡슐(2사이드), 삼각형(3사이드), 정사각형 또는 직사각형(4사이드) 또는 기타 다각형 모양(4사이드들 이상, 또는 비-전형적 형상들)을 가정 할 때보다 더 큰 반경, 완전한 원뿔을 생성하는 반경이 아닐지라도 바람직하다. 측면들은 구조적 요소에 대한 추가 압축 강성이 필요한 경우 주름을 잡을 수 있다.

포드의 사이드들 중 적어도 하나는 포드의 형상 또는 표면에 융기들을 형성하도록 대체로 선형 영역을 따라 그 포드의 하나 이상의 인접한 측면과 만나는 것이 바람직하다. 융기들은 상기-언급한 주름들과 같이 보강 기능을 수행한다. 융기들은 상대적으로 정사각형 가장자리일 수 있고, 즉 외부 반경이 2.5mm 미만이거나 포드의 가장 긴 사이드의 길이의 5 %일 수 있고, 이는 외부 표면 또는 입에서 측정 한 것이고, 예를 들어, 상단 평면 응력 집중을 줄이기 위해 더 둥글 수도 있다. 이와 관련하여, 플랫들의 외부의 포드의 구역들은 보다 바람직하게 만곡되어 있다.

포드들의 일 배열에서, 포드들의 마우스(mouth)들은 실질적으로 사각형이고, 포드들은 포드들이 그들의 상부 가장자리에서 만나는 상부 평면에 대한 그리드(grid)를 남긴 채 상부 기준 평면의 전체를 실질적으로 점유한다(상부 시트에 대해). 그리드는 선(line)들을 규정하며, 선들은 기준 평면에 융기(ridge)들을 형성한다. 융기들은 요소의 강성을 향상 시키며, 구조적 요소와 그 위에 놓인 임의의 제품 사이에 작은 접촉 영역을 남겨 두며, 이는 일부 상황들에서 유리할 수 있다.

바람직하게는, 인접한 포드 플로어들 사이의 조인트는 실질적으로 패널의 중앙 영역에 있다. 일부 배열들에서는 포드 베이스들 사이의 조인트가 중심을 벗어난다.

일부 배열들에서, 맞물리는 시트 중 적어도 하나는 포드들이 없는 평평한 시트이다.

바람직하게는, 구조적 요소는 그 시트에 가해지는 힘들에 대해 높은 내성을 가지며, 일반적으로 힘들은 시트의 평면에 (횡 방향으로) 가해진다. 마찬가지로 어떤 방향으로도 작용하는 힘들에 대해 높은 저항력을 가질 수 있다. 구조적 요소의 기하학적 구조는 힘이 개별적인 힘의 라인들 또는 응력의 개별 구역들을 따라 작용하는 것보다 폭넓게 분산되어 감쇠되도록 구성되는 재료를 통해 이러한 힘들을 효율적으로 분산시킨다.

바람직하게는 구조적 요소는 금속으로 형성된다. 많은 금속들은 바람직한 단단함(toughness)과 내구성(durability)을 제공 할 수 있고, 지속성(longevity)과 충격들에 대한 저항성(resistance)을 제공 할 수 있다. 상대적으로 저렴한 비용으로 인해 강철 및 알루미늄 또는 그 합금이 선호된다. 구리, 황동, 주석, 니켈, 티타늄 및 마그네슘 합금도 마찬가지로 특정 특수 용도에 적합 할 수 있다.

바람직하게는, 포드들은 프레스를 사용하여 시트 내에 형성된다.

금속들 대신에, 구조적 요소는 플라스틱 재료, 일반적으로 몰딩가능한(mouldable) 및/또는 형성가능한(formable) 플라스틱으로 형성 될 수 있다. 구조적 요소는 대안으로 종이 또는 카드와 같은 섬유질 또는 셀룰로오스 재료로 생성될 수 있다.

구조적 요소는 형성보다는 몰딩될 수 있다. 그러나, 용이하고 제조 속도를 위해, 구조적 요소가 포드들은 형성하기 위한 형성 공정(forming process)을 포함하는 것이 바람직하다. 형성 공정은 적절한 응력(압축, 인장, 전단 또는 결합 응력과 같은)을 사용하여 재료의 소성 변형을 일으켜 필요한 형상을 생성하는 특정 제조 공정이다. 형성 공정의 예로는 단조, 압출, 압연, 판금 가공, 회전식 스웨이징(rotary swaging), 나사 롤링(thread rolling), 폭발 형성(explosive forming) 및 전자기 형성이 있다.

일부 실시 예에서, 포드들은 포드들 주변의 또는 각각의 시트의 평면의 재료에서 그들 사이에 공간을 남긴다. 이것은 반드시 포드들이 둥근 경우이다. 이러한 공간은 평평하게 유지될 수 있다. 이것은 시트 형성에 필요한 작업의 정도를 최소화한다. 그러나, 포드들 주위의 시트의 평면의 재료 대신에 주름, 융기 또는 주름과 같은 보강 부분이 제공 될 수 있다. 이들은 구조적 요소의 굽힘 강성을 향상 시키거나 증가시킬 수 있으며, 이는 모두 단방향(즉, 모두 동일한 단일 오리엔테이션(orientation)으로 확장)이 아닌 경우에 증가되는 효과이다.

바람직하게는, 포드들은 시트의 평면 상에 열(row)들로 배열된다. 균일한 배치는 형성 공정의 효율을 보조한다. 바람직한 배열에서, 인접한 행들은 엇갈려있다(stagger). 둥근 포드들 또는 삼각형 포드들 또는 4사이드 이상을 구비한 포드들의 경우에는 필수적이지는 않지만 바람직하다. 이는 시트 표면에 포드들을 보다 고밀도로 패킹(packing)할 수 있고 구조적 요소(member)의 길이 방향을 따라 비연속적 종단 및 횡 방향 빔 패턴(beam pattern)을 허용하기 때문이고(빔이 대신에 대각선이 된다), 종종 일반적인 사용 구성들에서 구조적 요소의 강성을 증가시킨다.

바람직하게는 구조적 요소는 일반적으로 평면(planar) 또는 평평(flat)하지만, 형상화된 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 예를 들어, 차량 바디 형상을 갖는다. 또한 프로파일 또는 가변 두께를 가질 수 있다. 도 8e -보기 i) ~ v)는 평면, ii)곡선 상부, iii)곡선 상부 및 하부, iv)볼록(또는 오목) 및 v)물결 모양을 예로들 수 있다.

구조적 요소는 하나 이상의 평평한 또는 평면의 영역 및 하나 이상의 곡선 영역을 가질 수도 있다.

바람직하게는, 연결된 포드들 인접한 연결된 포드들과 함께 실질적으로 다이아몬드 빔 형성을 형성하여 다중 다이아몬드 빔 구조가 구조적 요소 전체에 걸쳐 형성된다. 이는 결합된 포드들 쌍들 사이의 음의 공간에서 즉시 발생한다. 포드들이 정사각형 또는 삼각형인 경우, 또는 정사각형의 육각형끼리 또는 정육각형과 맞물림 된 마름모꼴이 섞인 경우와 같이 계단면이 있는 다각형인 경우, 이들 다이아몬드 빔 구조는 다이아몬드 빔 구조의 그리드를 규정하도록 연장될 수 있다.

실질적으로 다이아몬드 빔 구조는 뾰족하지 않은 평탄한 상부 또는 하부가 있을 수 있다. 이와 같이, 시트의 평면과 접촉하는 다이아몬드 빔의 정점(apex)들은 절두(truncate)되어 절두체(frustum)를 형성한다. 더욱 바람직하게는 다이아몬드 빔은 이중 탑이다.

바람직하게는 주어진 다이아몬드 빔 상의 절두체의 최소 폭은 그 부분에서의 다이아몬드의 폭의 절반보다 크지 않고, 보다 바람직하게는 그 부분에서 다이아몬드의 폭의 1/3보다 크지 않다. 최소 절두체 폭 부분으로부터 떨어진 빔의 영역, 즉 포드가 둥글게 된 영역은 그보다 더 넓을 수 있다.

다이아몬드의 높이는 원뿔대가 있는 절두 원추체에서 다이아몬드의 너비의 두 배를 넘지 않는 것이 좋다.

바람직하게는 다이아몬드 빔들 사이에 연장된 갭(gap)이 있는 패널 표면 상에 리브(rib)들이 제공된다. 이것은 예를 들어, 다이아몬드 빔의 정점이 포드들에 의해 형성된 코드들 또는 대각선들과 일치하지 않는 경우, 즉 절두체에서, 또는 절두체의 최소 폭이 다이아몬드의 위 절반 폭 또는 1/3 너비를 초과하는 경우일 수 있고, 해당 섹션 또는 패널 상에 확장된 평평함이 있는 곳일 수 있다. 리브들은 갭을 가로 질러, 예를 들어 포드 가장자리에 수직으로, 또는 포드 가장자리에 평행하게 또는 다른 방향으로 지향될 수 있다. 리브 대신에, 이 보강재들은 구겨지거나(crump) 구부러지거나(bend) 또는 다른 영역들이 휘어져서(deflect) 파손되는 것을 막기 위해 주름들, 돔들 또는 다른 변형들일 수 있다.

포드들의 깊이들은 일반적으로 7mm ~ 20mm이다.

측면 각도는 바람직하게는 주로 구조적 요소의 상부 또는 하부 표면의 평면으로부터 30 ° 내지 80 ° 사이다.

바람직하게는 시트들의 표면의 약 30 %가 기준 평면에 잔류하며, 포드들은 나머지 70 %를 차지한다. 바람직하게는, 기준 평면은 시트의 10 % 이상 및 40 % 이하를 포함한다. 그 표면에 포함된 리브들은 백분율에 포함되고, 포드들/원뿔들은 포함되지 않는다.

많은 실시 예들에서, 포드들은 원추대(conical)다. 이 모양은 특히 포드들이 엇갈리고 인터매싱(intermeshing) 열들에 배열되어있는 경우, 특히 패널의 뒤틀림(twisting)이나 코일링(coiling)에 대한 저항을 초래한다. 원형 포드들은 포드들 및 다이아몬드 빔(존재하는 경우) 사이에 웨빙(webbing)이 존재하게 한다. 웨빙은 주름지거나 융기되어 있는 경우, 이는 패널의 비틀림에 대한 저항력을 더욱 증가시킨다.

폼(foam)은 패널의 표면 사이에 제공 될 수 있다. 폼은 단열 또는 방음을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 패널에 사용되는 재료들은 통상적인 목재 또는 플라스틱 등가물들과 비교하여 약 10: 1 이상의 강도 대 중량비(strength to weight ratio)를 갖는다. 이와 관련하여 금속은 목재와 플라스틱보다 일반적으로 중량이 같을 때 강성이 10 배나 더 크기 때문에 선호되는 재료이다.

본 발명은, 시트 재료를 제공하는 단계; 상기 시트의 평면으로부터 튀어나오는(protrude) 포드들을 제공하기 위해, 상기 시트 재료의 길이 및 폭을 따라 간격을 두고 변형되도록 변형하는 단계, 상기 포드들의 벽들은 상기 시트의 상기 평면에 대해 상대적으로 비스듬히 경사짐; 제 2 시트를 제공하는 단계; 상기 제 2 시트의 평면으로부터 튀어나오는 포드들을 제공하기 위해, 상기 제 2 시트의 길이 및 폭을 따라 간격을 두고 상기 제 2 시트를 변형하는 단계, 상기 포드들의 벽들을 상기 제 2 시트의 상기 평면에 대해 상대적으로 비스듬히 경사짐; 상기 2개의 시트들을 병치하는 단계, 미러-이미지 또는 나란히하는 방식에서 상기 포드들은 서로 병치되고, 병치된 포드들의 플로어들은 접촉 구역들에서 맞물림; 및 통합된 요소를 제공하기 위해, 상기 접촉 구역들에서 상기 시트들을 잇는 단계를 포함하는 구조적 요소를 생산하는 방법을 또한 제공한다.

바람직하게는 변형이 자동화(automate)된다.

바람직하게는 2개의 시트들이 동시에 변형된다.

바람직하게는 변형은 단일 패스 프레싱 엑션(single pass pressing action)이다. 프레스 기계를 사용하여 변형을 수행할 수 있다.

변형은, 굽힘, 찍기, 펀칭, 찍어 뚫기, 엠보싱, 굽힘 또는 플랜징 중 어느 하나 이상의 단계 동작들을 사용하거나, 어느 하나 이상의 동작들과 결합되어 수행된다.

프레스 또는 형성 기술이 더 바람직하지만, 제조는 압출(extrusion) 또는 인발성형(pulltrusion) 기술을 통해 이루어질 수 있다.

이 방법은 단일 패스 제조 기술 일 수 있다.

이 방법은 바람직하게 코일 피드된 고속 생산 라인을 바람직하게 사용하고, 상기 코일 패드 높은 생산 라인은, 예를 들어, 분당 약 20개의 팔레트들을 생산한다. 높은 속도에는 분당 10m를 초과하는 평판 이송 속도가 포함된다.

시트들은 용접에 의해 접촉 영역에서 접합되는 것이 바람직하다. 접히는 플랜지(folding flange), 크림핑(crimping) 또는 접착(gluing)과 같은 다른 접합 공정이 또한 또는 대신 사용될 수 있다.

바람직하게는, 두 개의 시트들/접촉 포드들이 함께 이어질 때 또는 그 전에, 포드의 바닥의 적어도 파트들이 제거된다. 이로 인해 구멍이 생기고 특히 팔레트 적용 및 기타 비공기 역학적 응용에 유리하고, 중량을 줄일 수 있고, 쉽게 세척할 수 있다. 그러나 다른 응용들에서는 이러한 결함으로 인해 이익을 얻지 못할 수도 있다. 예를 들어, 트럭 바디 패널은 바람직하게는 이러한 홀을 가지지 않을 것이며, 특히 패널들이 외부 차체 패널들인 경우에는 포드들이 공기 역학적 이점을 제공할 수 있지만 홀들을 추가하면 공기 역학적 단점이 발생한다.

바람직하게는, 시트 재료는 소성 변형 가능하다.

바람직하게는 포드들이 형성 될 때 시트들이 국부적으로 신장된다. 따라서 포드들을 형성해도 시트의 질량은 변하지 않지만 시트에 깊이가 추가된다.

바람직하게는, 포드들은 시트 재료의 두께의 20배 이상, 보다 바람직하게는 그 두께의 50배 이상, 종종 그 80배 이상의 두께인 패널을 위한 깊이를 생성한다.

일 실시 예에서, 깊이는 시트 재료의 두께의 적어도 88배이다. 다른 실시 예에서, 깊이는 시트 재료의 두께의 적어도 160 배이다.

바람직하게는 구조적 요소는 최상부 포드들의 마우스 위로 그 외부 표면 상에 하중을 전달하는 데 사용되는 패널이다.

바람직하게는, 구조적 요소는 제품의 일부를 형성한다. 이와 같이, 베이스는 레그들에 의해 형성 될 수 있는 베이스에 의해 지면으로부터 들어올려지는 패널일 수 있거나, 스키드 또는 다른 방식으로 형성될 수 있으며, 상기 베이스는 지면 표면 상에 패널을 매달리기 위한 것이다. 이러한 종류의 제품의 한 예로 팔레트가 있다. 다른 하나는 스케이트 보드이고, 그 베이스는 한 쌍의 휠 어셈블리들이다.

베이스는 구조적 요소의 필수 파트일 수 있고, 예를 들어 이어진 시트들 중 하나 또는 둘 상에 몰딩되거나 형성된다. 대안으로, 예를 들어 패널이 형성된 후에 패널에 장착된 부품이다.

구조적 요소의 베이스는 컵 형상의 형태를 취할 수 있으며, 이어진 시트들 중 하나 또는 둘로부터 가압될 수 있다.

다른 배열에서, 구조적 요소에 대한 베이스는, 수직으로 반으로 자른 반 컵 모양의 형태를 취할 수 있다. 다시 이어진 시트 중 하나 또는 둘 다에서 누를 수 있다. .

바람직하게는 베이스는 제 1 팔레트의 베이스가 제 2 팔레트의 대응하는 베이스의 상부의 개구부에 끼워지면서 대응하는 팔레트의 중첩된 적층을 허용한다. 컵 및 반 컵 베이스들은 쉽게 이 기능을 달성한다. 팔레트 레그들을 특징으로 하는 이 기능을 제공하는 다른 기본 디자인도 몰딩 된 팔레트 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 디자인들은 본 발명의 구조적 요소를 상부로서 구비하는 팔레트에 이러한 레그들 또는 베이스를 부가함으로써 본 발명에 통합 될 수 있다.

바람직하게는, 베이스는 다수의 팔레트들이 적층될 때, 제 1 팔레트의 베이스의 하부가 그 아래의 팔레트의 구조적 요소의 상부 평면 아래에 놓이도록 형성된다. 이것은 부분 중첩(nest)이다. 더욱 바람직하게는, 제 1 팔레트의 베이스의 하부는 그 아래의 팔레트의 구조적 요소의 하부 평면 아래에 놓인다. 이것은 완전한 중첩으로, 팔레트들의 보다 압축된 중첩을 허용한다. 이는 저장되거나 운반되는 빈 팔레트들이 차지하는 공간을 줄이는 데 중요하다. 바람직하게는 중첩은 제 1 팔레트의 구조적 요소의 하부가 제 2 팔레트의 구조적 요소의 상부 측에 근접하게 - 즉, 구조적 요소의 두께보다 가깝도록 위치할 수 있다.

다른 배열에서, 구조적 요소의 베이스는 하나 이상의 스키드이다. 스키드들은 구조적 요소에 용접 될 수 있다. 또 다른 배열에서, 상기 스키드들은 분리 가능하도록(예컨대, 그 위에 볼트로 고정되거나 클립으로 고정되어) 적용된다.

바람직하게는, 구조적 요소가 베이스(또는 하나 이상의 베이스)로부터 지면으로부터 들어 올려질 때, 구조적 요소는 팔레트이며, 이에 의해 물체들은 저장 또는 운송을 위해 팔레트 상에 적층되거나 저장될 수 있다.

바람직하게는 구조적 요소의 폭과 길이는 표준 팔레트 크기에 대응한다. 전형적인 팔레트 크기들은 1200mm x 1000mm, 1200mm x 800mm 및 800mm x 600mm이다.

바람직하게는, 구조적 요소 및 적어도 하나의 베이스를 사용하여 형성된 팔레트는 포크리프트 트럭(forklift truck) 또는 팔레트 트럭의 포크들이 구조적 요소 아래에 끼워지도록 베이스에 의해 제공되는 여유 공간(clearance)을 갖고, 여유 공간은 예를 들어 지면과 구조적 요소의 밑면 사이, 또는 밑면의 받침대와 구조적 요소의 밑면 사이일 수 있다.

종래 기술의 팔레트들은 변형된 시트 재료에 의해 이격된 한 쌍의 시트 재료를 사용하여 형성되고, 변형된 시트 재료의 간격 및 위치는 시트 사이에 포크리프트 트럭 또는 팔레트 트럭의 포크들이 끼워지는 것과 같은 위치에 있다. 본 발명은 그 기능을 제공하지 않는다-구조적 요소의 포드들.

패널은 포크리프트 트럭 또는 팔레트 트럭의 포크들에 적절한 개구부들을 제공하지 않도록 위치한다. 그 점에서, 포드들은 실질적으로 시트들의 전체 범위에 걸쳐 연장될 것이며, 아마도 원들 사이의 필연적인 손실된 공간 및 가장자리들을 절약한다(원이 제공되는 경우). 따라서 포크리프트 포크의 관통 공간이 없다. 더욱이 종종 엇갈린 배치로 인해 통과 통로가 전혀 없다.

포드들을 형성하거나 포크리프트 침투를 위한 구멍을 형성하기 위해 포드들이 신장(stretch), 절개(dissect) 또는 변형(deform)되지 않는 것이 바람직하다. 대신에, 본 발명의 팔레트는 포크를 갖는 팔레트의 리프팅이 구조적 요소의 하부로부터 나오고 구조적 요소에 형성된 틈 또는 슬롯을 통하지 않고 제공된다. 결과적으로 구조적 요소의 하중은 처음부터 내부에 적용된 것이 아니라 외부에서 적용된 상태로 유지된다. 이는 구조적 요소의 두 레이더들이 압축 요소로 전체 하중을 전달하도록 하여 팔레트의 강도를 향상시킨다.

바람직하게는 각각의 베이스는 구조적 요소 내에서 연장되도록 형성되고 위치된다. 베이스는 구조적 요소의 구조 내에 있는 파트들을 가져야만 하므로 사이드 하중이 가해질 때 구조적 요소의 구조와 결합된 구조는 베이스에만 적용되는 것이 아니라 하중에 노출된다. 이것은 팔레트의 강도를 증가시킨다.

바람직하게는 팔레트의 베이스(들)는 구조적 요소의 가장자리들 및/또는 모퉁이(corner)들로부터 연장된다. 예를 들어, 레그들의 경우, 레그는 패널의 각 모퉁이들에서 연장된다. 일반적인 팔레트 형상의 경우 총 4개의 레그들이다. 가장자리들 또는 다른 곳에, 즉 가장자리들 또는 모퉁이들이 아닌 더 많은 레그들이 제공되거나 가장자리들 또는 모퉁이들에만 제공될 수 있다. 그러나, 이들을 넓게 배치함으로써, 팔레트 상에, 특히 팔레트 상에 하중이 수직으로 가해질 때, 팔레트의 안정성이 향상된다.

바람직하게는 구조적 요소의 적어도 하나의 가장자리는 구조적 요소의 길이가 돌출(overhang)하는 가장자리에 수직한 방향으로 베이스의 최외각 가장자리들 사이의 거리보다 크게 되도록 베이스로부터 돌출한다. 돌출은 레그/밑면의 너비보다 길다(여전히 같은 방향으로 측정 됨). 그러면 두 팔레트들이 중첩되지 않고 제 1 팔레트의 베이스가 제 2 팔레트의 상부에 놓일 수 있다. 또한 베이스들을 서로 맞물리게 하여 다른 팔레트를 뒤집어서 팔레트를 쌓아 올릴 수 있다. 도 17을 참조하라. 이것은 두 개의 적층된 팔레트들의 구조적 요소 사이에 중첩으로 얻은 것보다 넓은 틈새를 유지하려는 경우에 유용한 적층 모드이다. 그러나 도 13에서 보듯이 중첩 기능과 더 큰 적층 기능은 동시에 일부 설계들로 구현할 수 있다.

바람직하게는, 팔레트들은 그 밑에 있는 팔레트의 구조적 요소의 상부에 놓인 베이스와 함께 적층할 때, 돌출이 한 가장자리로부터 반대편 가장자리로 번갈아 나타나 상대적으로 회전한다. 이 작업은 반복되는 쌍들로 수행될 수 있다. 이는 두 개의 적층된 팔레트마다 동일한 무게 중심을 유지하며 중첩 없이 적층할 때 구조적 안정성을 높인다.

바람직하게는, 팔레트는 완전한 중첩 없이, 즉 부분적으로 중첩되며 적층될 때 제 2 팔레트의 베이스를 위치시킬 수 있도록 그루브들 또는 슬롯들을 상부 표면에 구비한다. 그루브들을 사용함으로써 팔레트들이 안정되고 비-슬라이딩(non-sliding) 방식으로 적층한느 것이 보장된다. 또한 적층을 균일하게 하여 일관된 무게 중심을 유지한다. 상기 그루부들은 바람직하게는 베이스의 하부와 형상이 일치하도록 구성되어, 적층된 후 서로에 대한 팔레트들의 슬라이딩을 방지한다.

바람직하게는 팔레트는 팔레트의 베이스가 놓일 수 있는 베이스 플레이트와 함께 제공된다. 바람직하게는 베이스 플레이트는 팔레트의 베이스가 끼워 질 수 있는 그루브들 또는 슬롯들을 갖는다. 이는 팔레트의 상부에 있는 그루브들 또는 슬롯들과 마찬가지로 더 큰 적층 안정성과 지지력을 제공 할 수 있다.

베이스 플레이트를 사용하면 팔레트를 뒤집을 필요 없이 생산 라인과 같은 컨베이어 벨트에 팔레트를 사용할 수 있다(즉, 베이스보다 평평한 구조적 요소의 표면을 컨베이어에 배치하기 위해). 또한 베이스 플레이트에 휠(wheel)들이나 롤러(roller)들이 장착되어 있는 경우 팔레트를 다르게 움직일 수 있다.

바람직하게는 구조적 요소 또는 구조적 요소를 포함하는 제품은 무선, RFID, NFC 또는 그 밖의 전자 통신 장치가 구비되어 원격 전자 식별을 가능하게 한다. 바람직하게는, 구조적 요소는 금속 또는 전기 전도성 재료로 형성되며 구조적 요소는 안테나로 사용된다. RFID 및 기타 비접촉식 통신 기술을 사용하면 운송 및 재고 관리 목적으로 제품, 특히 팔레트를 추적하는 데 유용하다. 무선 기술이 사용되는 곳에서는 바코드 스캐닝을 위해 팔레트를 특정 방향으로 향하게 해야 한다.

바람직하게는 구조적 요소는 위조 방지 수단을 포함한다. 보다 바람직하게, 위조 방지는 구조적 요소를 형성하는 재료 내에 특정하게 식별 가능한 재료 또는 요소를 포함한다. 보다 바람직하게는, 마킹(marking)들 또는 워터 마크(watermark)들이 시트의 내부 표면 상에 존재할 수 있다.

바람직하게는, 구조적 요소는 블라인드 리세스들을 갖지 않는다 - 즉, 직선형 또는 회선형 형의 관통 홀이 각 포드 및 가장자리들에서 개방되는 경우 시트들 사이에 항상 존재한다. 이는 팔레트의 무게를 줄이고 보관 및 운송 중에 액체가 포드들에 모이는 것을 방지하고 제품을 여러번 사용하는 경우 더 쉽게 청소할 수 있게 함과 동시에 팔레트에 있는 물체 주변의 공기 흐름을 증가시킨다(골판지 또는 목재로 제조된다면 팔레트들은 제작 시 팔레트를 처분될 수 있음, 하지만 플라스틱 팔레트는 종종 풀링 시스템에서 재사용 가능하며, 본 발명을 사용하여 제조된 팔레트들은 마찬가지로 재사용 될 수 있으므로 쉽게 세척 가능한 장점이 있다).

구조적 요소는 다른 구성들에도 사용될 수 있으며 평면 패널 또는 곡선 패널 또는 둘 다로 배트(bet) 할 수 있다. 이러한 용도에는 차량들, 패키징, 가구 표면들, 빌딩 재료들 또는 플랫폼 등의 패널들이 포함될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다.

본 발명의 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 순전히 예시적으로 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 구조적 요소의 제 1 실시 예의 사시도이고, 더 큰 요소의 절단된 일부분을 나타낸다.
도 2는 상이한 각도에서 도 1의 구조적 요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 구조적 요소 내에 형성된 다이아몬드 빔의 단면 개략도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 구조적 요소에 작용하는 힘들의 작용을 설명하는 구조적 요소의 다른 단면 개략도를 나타낸다.
도 5는 구조적 부재에 작용하는 힘들의 추가 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 구조적 요소의 근본적인 강도를 이해하는데 유용한, 본 발명 및 공간 프레임 간의 비교를 도시하는 공간 프레임의 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 1의 구조적 요소의 포드 상의 힘 라인들을 도시하는 또 다른 개략 사시도를 나타낸다.
도 8a 내지 8c는 2개의 시트들 및 본 발명의 포드들을 사용하는 패널의 가변 두께의 측면 개략도를 나타낸다.
도 8d는 구조적 요소의 강도가 어떻게 변경될 수 있는 지를 나타낸다.
도 8a는 패널의 형상이 어떻게 평평하지 않은 수 있는 지를 나타낸다.
도 9a 내지 9h는 본 발명의 구조적 요소를 형성하는데 사용되는 시트 재료 내의 포드들에 대한 다양한 잠재적(potential) 배열들의 평면도를 나타낸다. 다른 배열들도 가능하다.
도 10은 본 발명에 따른 다른 구조적 요소의 파트의 사시도를 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따른 구조적 요소의 일 실시 예의 교차-웨빙(cross-webbing)의 개략적인 사시도를 나타낸다.
도 12는 본 발명에 따른 구조적 요소를 포함하는 팔레트의 사시도를 나타낸다.
도 13은 중첩되도록 배치된 도 12의 2개의 팔레트들의 사시도를 나타낸다.
도 14a는 도 12 및 도 13에 도시된 것과 유사한 팔레트의 레그들의 엔지니어링 도면을 나타낸다.
도 14b는 제거될 수 있는 스키드와 함께 팔레트의 레그를 나타낸다.
도 15는 도 12의 2개의 팔레트들이 적층되고, 구조적 요소의 표면들의 그루브들에 기인하여 부분적으로만 중첩되도록 배치된 2개의 팔레트들의 사시도를 나타낸다.
도 16은 도 12의 팔레트의 레그와 추가 팔레트의 레그의 하부를 수용하기 위한 일부 그루브들의 상세도를 나타낸다.
도 17은 고스트(ghost)된 제 2 팔레트에 대한 도 13에서와 다른 배열로 중첩된 팔레트의 다른 실시 예의 측면도를 나타낸다.
도 18은 베이스 플레이트 상에 놓인 도 12의 팔레트의 사시도를 나타낸다.
도 19 내지 도 21은 본 발명에 따른 구조적 요소의 다른 용도를 나타낸다.
도 22 내지 도 24는 스키드들에서의 추가 사용을 나타낸다.

먼저 도 1을 참조하면, 구조적 요소(10)가 도시되어있다. 구조적 요소는 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)을 형성하는 시트들을 구비한다. 이들 평면들은 규정된 간격으로 서로 평행하게 위치한다. 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)의 표면에는 원형 구멍(18)들이 있다. 원형 구멍(18)들은 양 평면에 존재하며, 평행한 평면의 반대편 원형 구멍(18)들과 인-라인(in-line)하도록 배열된다. 원형 구멍(18)들은 줄 지어서 배치된다. 각각의 열은 그 위에 원형 구멍(18)들의 열로 오프셋(offset)되어, 다른 열이 원형 구멍(18)들의 열을 형성한다.

이 특정 설명(description)이 상부 및 하부 "평면"을 기술하지만, 평면은 곡선 시트로 대체 될 수 있으므로 평면이 아닐 수 있다는 것을 이해해야 한다. 편의상, "평면"이라는 단어는 여전히 사용된다.

또한, 원형 구멍들이 개시되어 있지만(이후에, 정사각형 구멍), 일정한 불규칙한 형상들을 포함하는 구멍의 다른 형상들도 가능하다.

평면들로부터 이들 사이에 형성된 공극(void) 내로, 즉 반대편 평면을 향해 연장되는 것은 원뿔(16)들이다. 이들 원뿔(16)들은 포드들을 규정하고, 이 실시 예에서 원형이고, 각각의 원뿔(16)의 베이스(평면에서-원형 구멍(18)들을 규정함)는 둥근 가장자리들이 있는 원뿔 모양의 마우스(mouth)를 규정한다.

원뿔의 타단부-원뿔(16)의 정점-은 절두체(20, frustum)를 형성하도록 절단되고, 절두(truncation)는 평면 및 원형 구멍(18)에 평행하게 이루어진다. 그러나, 정점에 둥근 가장자리들이 다시 제공된다. 둥근 가장자리들은 응력 집중을 줄이고, 보다 깨끗한 외관을 제공한다.

결과적으로 원뿔(16)의 절두체(20)는 상부 평면에 대해 상부 평면(12)을 규정하는 시트로부터 연장하고, 하부 평면(14)을 규정하는 시트로부터 연장되는 원뿔(16)의 절두체(20)와 정렬될 것이다. 원뿔(16)들 쌍들의 절두체(20)의 쌍들은 각 평면 내의 원형 구멍(18)들이 정렬된 2개의 평면들 사이의 연결을 형성하도록 메이트(mate)할 수 있다.

도 1에서, 메이트한 원뿔들의 절두체(20)들로 절단된 구멍이 또한 도시되어 있고, 절두체들 중 하나의 구멍은 크림핑(crimping) 또는 웰딩(welding)과 같은 방법에 의해 2개의 절두체(20)들의 조인트를 허용하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 연장하여 립(22, lip)을 가진다. 따라서 두 개의 이어진 원뿔(16)들의 절두체(20)의 정점은 그들의 중앙부에서 개구되어 중심 원형 구멍(24)을 형성한다. 이 실시 예에서, 메이트한 원뿔들은 서로 유사하기 때문에(립(22)을 제외하고 거의 미러 이미지들) 원형 구멍(24)은 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)에 평행하고 등거리인 선을 가로 질러 놓인 내측 평면을 규정한다.

상부 시트의 원뿔을 다시 참조하면, 원뿔(16)은 립(22)과는 별도로 중공이며, 원뿔(16)의 표면은 일반적으로 라인을 따라 절두체(20)의 외측 가장자리(둥근 가장자리의 외측 단부) 및 마우스를 형성하는 원형 구멍(18) (그 원형 가장자리의 내측 단부) 사이에서 연장한다. 이 표면이 깔아 놓은 영역은 원뿔으로, 각 포드의 모선(32, generatrix)이라고 할 수 있다.

이들 원뿔들은 복수 개가 있고, 이 실시 예에서는 규칙적인 배열로 제공된다.

구조적 요소(10)를 형성할 때 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)을 형성하는 시트들은 사이드 가장자리(26)를 구비함으로써 밀폐된 패널을 형성 할 수 있다. 이 실시 예에서, 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)은 더 이상 평행하지 않고 서로 만나 접하거나 겹쳐 져서 사이드 가장자리(26)를 형성하도록 연장된다. 대안으로, 사이드 시트는 시트의 가장자리들에 부착 될 수 있다(폴드된 플랜지들을 통해, 또는 의해서). 그러나, 최종 제품의 부품 수를 감소시키기 위해서, 상부 평면들 및 하부 평면들을 위한 시트들 만을 사용하는 것이 바람직하다.

구조적 요소를 제조하고 원뿔(16)들 및 가장자리(26)들을 형성하는 기술들은 이 문서의 뒷부분에서 설명한다. 그러나, 적절한 방법들은 프레스-형성 또는 롤-형성 등을 포함한다

도 2에서, 원뿔(16)들의 열이 수직 횡단면, 즉 상부 평면(12)으로부터 하부 평면(14)을 관통하여 메이트된 원뿔들에 의해서 시야를 제공할 수 있도록 대체 시야 각이 제공된다. 여기에서, 원뿔(16)들의 상부 평면(12) 및 모선(32)을 형성하는 시트는 단면 라인을 따라 삼각형 형상을 형성하는 것으로 보여진다. 이 삼각형의 정점은 절두체를 형성하도록 절단되고, 원뿔들, 특히 그들의 마우스들에 있는 원형 구멍(18)들은 원형 구멍(18)들의 직경의 작은 비율만큼 이격 되어있다(이 예에서는, 직경의 약 11 %, 다른 실시 예에서는 1% 내지 20 % 일 수 있다).

이러한 절두(truncate)된 삼각형 형상의 베이스는 하부 평면(14)의 시트에 의해 형성된 유사한 절두된 삼각형 형상의 베이스에 인접한다. 이들 형상의 조합은 다이아몬드와 유사한 형상이다. 이 다이아몬드 형상은 구조적 요소(패널)의 평면에 평행하게 연장되기 때문에, 다이아몬드 빔(30)을 형성한다. 다이아몬드 빔(30)은 상부 평면(12)과 하부 평면(14) 사이의 영역에 걸친 원뿔(16)을 형성하는 표면으로부터 네거티브 공간(negative space)의 결과이다

원뿔(16)들 사이의 공간에서 구조적 요소(10) 전체에 걸쳐 형성된 유사한 다이아몬드 빔(30)이 있다. 일 실시 예에서, 이것은 벌집 배열이고, 이들 중 일부는 중심선(34)들로 도시되어있다. 중심선(34)들은 절단된 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)의 꼭지점 사이에 다이아몬드 빔(30)의 수직 축을 나타낸다. 원형 구멍(18)들이 예를 들어 엇갈린 배열로 배열되기 때문에, 중심선(34)들은 육각형 셀, 즉 벌집 구조를 규정한다. 이것은 다이아몬드 빔에 대한 효율적인 배치다. 그러나 원형 구멍이 대신 그리드에 정렬되면 중심선들은 마찬가지로 "빔"사이의 각도가 120 °가 아닌 사각형 각도를 가진 일반 그리드를 규정한다.

일 실시 예에서, 포드들이 둥글기 때문에, 다이아몬드 빔(30)은 구조적 요소(10)의 그리드 또는 벌집 구조 내에서 보여지는 빔을 따라 어느 지점에서 변화하는지에 따라 가변적인 기하학적 형상들로 도시된 바와 같이 연장한다.

측면 가장자리(26)는 도 2에서 다시 보여지고, 이는 다시 구조적 요소(10)의 가장자리가 패널을 형성하도록 형성되는 경우, 원뿔(16)이 시트의 그 영역에 존재하지 않음을 나타낸다. 결과적으로, 패널의 가장자리들의 형성으로 인해 포드나 원뿔이 수직으로 잘리거나 왜곡되지 않는다. 이는 다이아몬드 빔(30)이 모든 인접한 쌍의 원뿔(16) 쌍 사이에 완전히 형성되고 구조적 요소 내에 약한 원뿔이 존재하지 않도록 한다. 또한 가장자리가 있는 패널이 형성되면 해당 패널의 가장자리들이 모두 단단하고 매끄럽게 된다. 이 기능은 다른 패널에 결합하거나, 씰을 형성하거나, 수동 핸들링을 위해 부드럽거나 규칙적인 가장자리를 형성하는 기능을 지원한다.

다이아몬드 빔이라는 용어는 본 발명의 설명 전반에 걸쳐 사용되지만, 구조적 요소의 기하학적 형상은 제조 요건, 재료 선택 및 시각적 기하와 같은 다양한 요인들에 의해서 규정될 수 있고, 포드들의 형상은 기하학적인 다이아몬드 빔의 엄격한 복제보다 복잡한 모양이다. 그러나, 포드들 사이에 형성된 패널의 빔들의 최종 형상은, 그럼에도 불구하고, 그것의 정점들의 절두에서 유래한 강도의 감소에도 불구하고 기하학적인 다이아몬드 빔의 구조적 특성과 유사한 구조적 특성을 공유하기 때문에 다이아몬드 빔으로 효과적으로 지칭될 수 있다.

도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다이아몬드 빔(30) 및 패널에 가해지는 하중의 결과로서 빔 내에 가해지는 하중의 간략한 설명이 이하 설명된다.

대부분의 구조적 요소를 통해 네거티브 공간에서 생성된 다이아몬드 빔(30)들은 구조적 요소(10)의 강도에 있어서 중요하다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 구조적 요소에서 발견될 수 있는 것과 유사한 다이아몬드 빔 (30)을 통과하는 단일 단면이 도시되어있다. 정점들에서의 절두들은 도 1 및 도 2의 것보다 감소되고, 이는 원형 구멍(18)들이 보다 가깝게 패킹(packing) 됨으로써, 또는 다른 홀 형상들 또는 배치들, 예를 들어 도 10에서의 가깝게 패킹된(close-packed) 사각형과 같은 구조를 통해 패킹됨으로 인한 결과이다. 이 예에서, 힘 라인(40)들은 다이아몬드 빔(30)의 상부 정점에 작용하는 구조적 요소(10)의 상부 평면(12) 상의 압축 하중에 기인한다. 힘 라인(40)들은 결과적인 수직력(vertical force)들 및 수평력(horizontal force)들에 의해 변형시키려고 하는 다이아몬드 빔(30)에 작용하는 하중의 경향을 나타낸다. 다이아몬드 빔을 개구(open)하는 수평력들에 저항하기 위해, 정점 힘 라인(44)들은 다이아몬드 빔(30) 정점들 사이의 브레이스 표면을 잇는 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)으로부터의 편향(deflection)에 대한 브레이싱 저항(bracing resistance)을 나타낸다. 반응 화살표(42, reactive arrows)들은 절단된 가장자리(20)에 의해 제공되는 구속(restraint)을 나타내며, 이는 다른 다이아몬드 빔(30)들의 가장자리를 형성한다. 따라서, 다이아몬드 빔(30)들을 개구하기 위해 수평으로 작용하는 힘 라인(40)들은 구조적 요소(10)의 더 큰 영역 내에서 다이아몬드 빔(30)으로 전달된다. 또한, 립(22)은 수평 피스(piece)이기 때문에 수평으로 작용하는 힘 라인(40)들에 대해 브레이싱 레벨(level of bracing)을 형성하며, 이 버전에서는 그것은 두 배의 두께이고, L-빔 타입 형성(formation)을 제공하는 크림프(crimp) 파트를 가지므로, 굴곡(flexure) 및 버킹(bucking)에 대한 우수한 저항(resistance)을 제공한다. 힘 라인(40)들에 의해 나타나는 하중으로부터의 수직 변형에 대한 저항은 수직 변형이 수평 변형을 필요로 하기 때문에 정점 힘 라인(44)들에 브레이싱을 가하고 반작용 화살표(42)들을 초래하는 구속에 의해 부여된다. 또한, 하부 평면(14)은 구조물 내의 다른 다이아몬드 빔(30)으로 힘을 전달할 것이고, 하중에 저항하는 결과적인 수직 힘(46)을 제공할 것이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 원뿔(16)들과 다이아몬드 빔(30)들 사이의 구조적 요소(10) 내의 힘들의 전달을 도시하며, 이는 구조적 요소에 변형에 대한 저항성 및 강도를 부여한다.

이러한 방식으로 힘들을 전달하는 것은 도 6에 도시된 바와 같은 공간 프레임(60)과 비교될 수 있다. 공간 프레임은 공간 프레임(60)의 빔(62)들의 길이를 따라 하중들을 전달하여 하나의 점 하중이 다수의 빔(62)들로 전달되도록 한다.

이러한 전달을 본 발명의 구조적 요소(10)와 비교하면 도 4에서 볼 수 있는데, 여기서 대각선 힘 라인(50)들은 인접한 다이아몬드 빔(30)들의 상부 정점(64)에서 하부 정점(66)으로의 구조물을 통한 하중의 전달을 나타낸다. 대각선 힘 라인(50)들은 공간 프레임(60)의 전형적인 빔(62)을 나타낸다.

실제로, 힘들은 상부 평면(12)과 하부 평면(14) 사이에 힘을 전달하기 위해 원뿔(16)의 표면들을 가로 질러 이동하여 하중들을 더 확산(spread)시킨다. 힘 전달 영역(52)은 대각선 힘 라인(50)들과 힘이 원뿔(16)의 표면을 따라 이동하는 경로 사이의 영역을 나타내기 위해 해시된 선(hashed line)들을 사용한다. 이 힘 전달은 힘 전달 영역(52)이 단일 대각선 힘 라인(50)들을 따르지 않고 원뿔(16)의 표면을 따라 이동하는 것으로 도시된 도 7에서 볼 수 있다. 이것은 본 발명의 구조적 요소(10)의 힘들의 전달이 공간 프레임(60)과 비교하여 같음을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 구조적 요소(10)의 장점은 교차 브레이스(54, cross braces)들에 의해 도시되며, 이들은 대각선 힘 라인(50)들이 교차 할 때 형성된다. 원뿔 힘 라인(56)들은 여전히 결과의 힘 전달로부터 교차 브레이스(54)들을 초래하지만, 구조적 요소를 통한 힘들의 경로의 보다 가능성 있는 표현을 제공한다.

이러한 교차 브레이스(54)들의 결과는 다이아몬드 빔(30)들의 상부 정점(64)과 하부 정점(66) 사이 및 구조적 요소(30)의 상부 정점(64)과 하부 정점 (66) 사이의 다수 방향으로의 힘의 전달에 의해 하중 그것에 따라 행동한다. 이들 교차 브레이스(54)들의 결과는 다이아몬드 빔(30)의 상부 정점 (64) 및 하부 정점 (66) 사이와, 구조적 요소(30)를 통한 다수 방향으로의 힘들의 전달이고, 하중이 작용할 때 요소 내에 압축력 및 인장력의 매트릭스를 생성한다. 따라서, 이 구조는 공간 프레임의 중요한 강도 특성을 제공하지만, 복수의 프레임 부재들 또는 스트럿(strut)들을 함께 결합하여 공간 프레임을 형성하는 복잡성(complexity)이 없다.

공간 프레임과의 비교가 여기에 설명되어 있다. 그러나, 공간 프레임은 그 강도 특성을 계산하는 관점에서 비교적 직접적인 예측 가능성을 가지지만, 본 발명의 구조적 요소를 사용하면, 특히 빔들, 융기들 또는 표면들이 구조에 사용되는 경우, 힘의 전달이 훨씬 더 복잡해질 수 있다. 이것은 구조적 요소가 단지 빔들 및 스트럿들과는 대조적으로 평면들 및 원뿔들과 같은 "스트럿들" 사이의 하중 베어링 표면들을 구성하기 때문이다. 그러나, 본 발명의 일반적인 구조 상의 이점을 설명하기 위해, 특히 구조에 교차 브레이싱 또는 시트 재료를 사용할 수 있는 다른 구조적 요소들과 비교할 때, 공간 프레임들과의 비교는 유용하고 적절하다.

구조적 요소(10)는 프레싱 기계에서 재료 시트들의 한 쌍으로 형성될 수 있다. 기계는 원뿔(16)들을 형성하기 위해 재료를 펀칭한다. 이것은 단일 시트가 서로 대향하는 2개의 시트를 형성하도록 폴딩(fold)될 수 있으며, 보다 일반적으로는 기계 비용을 줄이기 위해 2개의 별도의 시트들일 수 있다. 이와 같이 제 1 시트가 형성되고, 다른 시트가 원뿔(16)들을 갖도록 펀칭되고, 이 때 제 1 시트 측으로 연장되고, 그 후 2개의 시트들 및 대향하는 원뿔들이 원뿔(16)들의 절두된 가장자리(20)에서 이어진다.

2개의 시트들은 동시에 프레스 된 후 나중의 공정에서 결합될 수 있고, 2개의 연속된 시트가 단일 프레스 및 크림핑 또는 웰딩(weld) 기계로 공급되어 1회의 패스로 만들어질 수 있다. 어느 경우 에나, 구조적 요소의 제조는 고속 제조 라인의 일부일 수 있고, 예를 들어 하나 이상의 시트 재료의 롤로부터 시트(들)을 가져갈 수 있다.

프레싱 기계가 언급되었지만, 임의의 적절한 재료 조작 방법들이 사용될 수 있다. 여기에는 스탬핑(stamping), 몰딩(moulding) 및 고온 절삭이 포함될 수 있지만 이에 국한되지는 않으며 선택한 공정은 구조적 요소를 형성하는 데 사용되는 재료에 따라 달라질 수 있다. 다양한 금속들이 구조적 요소 재료에 적합하며, 이들 중 많은 것들은 그들의 공정에 적용 가능한 것으로서 상기 많은 공정을 갖는다. 알루미늄과 마찬가지로 금속은 선호되는 재료이다. 바람직하게는, 금속은 그 표면에 도포(apply)되거나 스며드는(impregnate) 부식 방지 마감재로 코팅 될 수 있다. 이로 인해 구조적 요소의 수명과 재사용 가능성이 높아진다.

금속들의 장점은 그 중 다수가 매우 넓은 작동 온도 범위를 가지며 일반적으로 100°C ~ 400°C 범위의 안전한 상한 온도 제한을 포함한다. 그들은 또한 멸균(sterilize)/오토클레이브(autoclave) 될 수 있으며, 불연성이고 위생적(hygienic)이며, 특히 스테인레스 강은 그러한 성질을 갖는다.

플라스틱, 종이 또는 섬유 기반 재료, 그래핀(graphene), 복합 재료, 합금, 유리 또는 유리 섬유, 도자기, 탄소 섬유, 합판 및 적층 목재, 칩, 보드 및 플라스틱 목재 복합재를 포함하여 다른 재료가 대신 사용될 수 있으므로 사용할 재료는 금속에 국한되지 않는다. 통상의 기술자는 형성 또는 제조 또는 몰딩과 같은 사용되는 제조 방식에 따라 다른 적절한 재료를 또한 인식할 것이다.

원뿔의 절두된 가장자리(20)들의 면(face)들 사이의 재료는 중앙 원 구멍(24)을 남기고 원뿔을 함께 결합하기 전 또는 후에 제거될 수 있다. 따라서, 재료의 제거는 효율성을 증가시키는 제 1 프레싱 공정의 일부일 수 있거나, 그것은 나중에 수행될 수 있다. 그것은 필수적인 단계는 아니며, 따라서 무게가 덜 중요하지 않은 경우 생략할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 재료의 제거는 이것이 우려되는 구조적 요소(10)의 무게를 감소시킬 것이다. 또한, 환기와 같은 목적을 위해 구조적 요소 내에 구멍을 갖는 이점이 있을 수 있다. 제거된 재료는 재활용될 수도 있다. 그러나, 절두 된 가장자리(20)의 면들을 형성하는 재료가 남아 있다면, 이는 힘이 전달되는 추가의 표면을 제공할 수 있고, 특히 가장자리 힘들 또는 비스듬한 힘들을 제공하는 구조적 요소를 통한 추가의 강도를 제공할 수 있다.

구조적 요소의 가장자리(26)들은 대향하는 시트를 향한 각각의 가장자리에서 시트의 벤딩 및 밀봉 또는 이어짐에 의해 형성될 수 있다. 원뿔(16)의 절두된 가장자리(20)들의 결합과 함께 가장자리들에서 사용되는 밀봉 또는 결합은 크림핑(crimping), 리벳팅(riveting), 웰딩(welding), 브레이징(brazing), 몰딩, 스테이플링(stapling), 접착 등의 다수의 재료 접합 기술을 사용할 수 있다. 사용되는 기술은 사용되는 재료 및 필요한 밀봉 수준에 달려 있다. 재료는 느슨한 주름이나 다른 방식으로 슬롯 또는 기계적으로 서로 압축되어 구조적 요소를 형성할 수 있다.

시트들로부터 구조적 요소를 형성할 때, 결과적인 구조적 요소의 두께는 구조적 요소의 강도를 변경시키기 위해 변화될 수 있다. 도 8a는 전체 두께(72)를 갖는 시트 재료(70)의 단면을 도시한다. 이것은 단일 두꺼운 시트이다. 이 배열은 주어진 강도를 가지고 있다. 도 8b에서, 시트 재료 (70)가 절반으로 절단되어 2 개의 절반 두께 시트들, 즉 동일한 양의 재료를 제공하지만, 이 2 개의 시트로부터 구조적 요소(10)의 평면들, 그리고 포드들 또는 원뿔(16)들을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 전체 구조의 두께(72)는 구조적 요소(10)의 전체 수직 하중 운반 강도를 증가시키기 위해 증가될 수 있다.

도 8c를 참조하면, 원뿔들은 더 큰 원형 구멍(18)들을 통해 추가로 신장된다. 이것은 시트의 재료가 얼마나 효과적으로 신장될 수 있는 지에 대한 제한이 있을지라도, 강도를 더 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 일반적으로 45° 및 80° 사이의 각도가 사용되기는 하지만 평면에서 75°의 바람직한 최대 원뿔 각도가 있다.

각 시트의 두께(72)를 증가 시키면 원뿔(16)에 보다 두꺼운 벽을 제공할 수 있다. 이것은 원뿔(16)을 형성하도록 신장될 수 있는 물질이 더 많기 때문에 두 시트들(평면 거리 (74)) 사이의 거리가 더 증가하도록 허용할 수 있다.

원뿔 크기 또는 깊이의 변화는 치수들 또는 강도들이 요구되는 다양한 상황에 대해 구조적 요소가 변경될 수 있게 한다. 예를 들어, 0.2mm 내지 0.4mm의 두께(72)를 갖는 시트 재료(70)가 사용되는 경우, 평면 거리(74)를 25mm에서 30mm로 증가 시키거나 또는 원형 구멍(18)의 직경(준선 76)을 50mm에서 40mm로 감소시킴으로써 구조 부재의 강성을 향상시킬 수 있다. 8D를 참조하라. 빔들을 서로 가깝게 하거나, 깊게 하면 일반적으로 구부리기가 더 힘들다.

구조적 요소(10)의 강도를 변경하는 다른 방법들은 구조적 요소의 평면을 따라 원뿔의 간격을 변화 시켜서 다이아몬드 빔(30)이 다소 절두된 정점을 갖도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 지금까지 원형의 원뿔으로 설명된 원뿔(16)은 대안으로 상이한 형태의 배열로 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 9a 내지 도 9h를 참조하면, 이는 평면 내의 구멍들에 대한 다양한 배열을 도시하고, 따라서 시트 재료에 포드들을 형성하기 위한 다양한 펀칭된 형상을 나타낸다. 제 1 원형 실시 예가 도 9a에 도시되며, 원형 구멍(18)들은 오프셋(offset)된 열들로 배열된다. 다른 예들은 다양한 크기의 구멍들, 삼각형 구멍들, 정사각형 구멍들, 육각형 구멍들, 타원형 구멍들, 다른 모양의 구멍들의 조합 또는 임의의 배열에서 실제로 임의의 수의 다각형들을 포함할 수 있다.

홀들이 시트로부터 형성되는 경우, 홀의 형상은 원래 시트 재료로부터 가능한 신장(stretch)의 정도의 관점들에서 한계들을 가질 수 있다.

구멍의 모양은 어떤 모양의 포드가 형성 될지 결정하는 데 도움이 된다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 도 9a 또는 도 9b의 원형 구멍(18)들은 일반적으로 전형적인 원뿔 형상의 포드들을 형성 할 것이다.

포드들의 강도를 높이기 위해 인접 포드들 사이에 웨빙이나 주름들을 추가할 필요가 있을 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 구조적 요소(80)의 다른 실시 예를 도시한다. 이 대체의 구조적 요소(80)에서, 포드들은 도 9c에 도시된 것과 유사하다. 여기서 포드들은 정사각형 포드(82)들이고 이들은 평행한 행들과 열들로 배열된다. 이러한 배열은 다이아몬드 빔(30)이 각 개별 정사각형 포드(82)의 가장자리를 따라 대체로 균일한 단면 형상을 갖게 한다. 이러한 배열은 힘들이 공간 프레임의 힘의 그것과 더 유사하게 만든다. 왜냐하면 교차점들 사이에서, 다이아몬드 빔은 힘의 전달을 위해 균일하기 때문이다.

이 실시 예에서, 웨빙(84)은 정사각형 포드(82)들의 모퉁이들에서 형성되며, 이것은 구조적 요소 (80)가 가해질 수 있는 비틀림 힘(86)들에 대한 탄성을 증가 시키는데 도움된다. 또한 포드들 모퉁이들에서 덜 잡아 당기는 것이 필요하기 때문에 포드들에 대한 더 깊은 형태가 가능하다. 도 11은 이 웨빙을 보여준다. 포드가 형성됨에 따라 그것은 형성될 수 있다(컷-백 플랜지는 설명 목적으로만 잘라짐)-또는 포드들이 포스트 폼 부착으로 형성된 후에 장착될 수 있다. 전자는 부품 수의 감소 및 제조의 용이성 개선으로 인해 선호된다.

도 10은 또한 포드들의 그리드 내에서 큰 포드가 있는 영역을 보여준다. 이 큰 포드는 네 개의 일반 포드들의 공간을 차지한다(선호하는 경우 작거나 크게 될 수 있지만). 그것은, 전체 수의 정상 포드와 동일한 공간을 차지함으로써 주변 포드의 구조를 변경하지 않고도 쉽게 형성할 수 있다.

더 큰 포드는 구조적 요소의 레그를 형성 또는 수용하기 위한 것이고, 따라서 구조적 요소의 아래쪽에 레그들의 필수적인 형상을 허용하고, 예를 들어, 팔레트의 형태로 구조적 요소를 제공한다. 레그들은 지면 위의 나머지 구조적 요소를 지지 할 수 있다.

레그를 형성하기 위해, 상부 시트는 큰 포드로 변형되는 반면, 하부 시트는 변형된 상부 포드가 그 아래의 포드의 파트와 여전히 결합하는 상태에서 법선(normal)에 반대 방향으로 변형된다(반대쪽으로 연장된 하부 시트의 포드). 이 두 개의 포드들은 팔레트의 견고한 레그를 형성한다. 그 중 하나 이상이 구조적 요소의 모퉁이들 또는 그 근처에 있는 팔레트인 경우, 구조적 요소에 제공될 수 있다.

도 12는, 도 1에 도시된 구조적 요소(10)와 유사한, 본 발명의 포드 구조를 이용하는 패널(119)로 형성된 팔레트(100)의 대안의 설계를 도시한다. 팔레트는, 패널 가장자리(124)들을 갖는 둘러싸인 구조적 요소인 패널(110)을 포함한다. 패널(110)은 그것의 상부 면(112) 상에 물체 또는 하중을 수용할 수 있으며, 이 예에서는 구조적 요소(10)의 상부 평면(12)이다. 원뿔(16)들은 패널에서 패널(110)의 절반 두께를 통과하여 하부 평면으로부터 상방으로 연장하는 대응하는 원뿔들에 결합한다.

이러한 유형의 팔레트들은, 포크 리프트 트럭이 포크들을 위해 플랫폼 및 공간이 높아져서, 포크 리프트 트럭으로 쉽게 움직일 수 있기 때문에 물체의 운반에 사용될 수 있다. 또한 일반적으로 하중 위치 요구 사항들을 미리 결정할 수 있도록 균일하거나 표준화된 치수 제품으로 제공된다. 또한 선반들/로드-베이들(shelves/load- bays)을 팔레트에 맞추거나 팔레트를 수용할 수 있는 상점 및 창고 및 운송 수단에서 유용하다.

패널(110)을 지면으로부터 들어올리는 것은 레그(120)들이다. 이들 레그(120)들은 도 10의 전체 컵 형상과는 다른 형상을 가지며, 그 대신 반쪽으로 절개된 컵과 유사하게 개구된 가장자리들을 드러내는 반 컵 형상이다.

레그(120)들은 컵 형상의 상부가 패널(110)의 상부 면(112)과 동일 높이가 되도록 팔레트(구조적 요소 파트, 또는 패널)의 내 하중 면에 정렬되고, 컵은 하부 패널 가장자리(124)와 동일 평면에 있다. 이는 레그(120)들이 패널(110)의 외주부 내부에 위치한다는 것을 의미한다. 따라서, 팔레트의 사이드들에는 레그들이 있다.

레그(120)들의 베이스를 형성하는 것은 일반적으로 평면에서 반원형인 컵의 바닥이다. 또한, 아래에서 보았을 때 오목한 베이스가 되도록 오목하게 형성되어, 레그(120)의 컵 내부에서 약간 위쪽으로 연장된다. 아래에 설명되는 것처럼, 이는 지면상의 하중 영역을 감소시키고, 또한, 동일한 제 2 팔레트의 상부 표면의 디테일과 협동한다(cooperate with).

원하는 경우 더 많은 다리를 제공 할 수 있지만, 이 예에서는 4개의 레그들이 있다.

레그(120)들의 상부들은 레그(120)들의 베이스들보다 넓다. 이와 같이 레그들의 측면은 테이퍼(taper)된다. 도시된 레그(120)들은 원뿔(16)들 중 어느 하나와도 교차하지 않고, 대신에 레그(120들이 원뿔(16)들과 간섭할 때 원뿔(16)들은 패널(110)에서 생략된다.

이 예에서 패널을 통해 연장되는 레그(120)의 프로파일은 일반적으로 컵의 바닥과 같이 반원형과 같이 커브되지만, 여기에서는 선택적으로 둥근 모서리를 갖는 3개의 사이드의 다각형을 근사하는 것으로 표명(pronounce)된다. 그러나, 컵 형상 레그(120)들을 형성할 때 레그의 상부 또는 하부에 대해, 그리고 그 중간에서 상부로 매끄러운 테이퍼가 바람직하지만 임의의 형상이 사용될 수 있다.

도 13은 서로의 상부에 적층된 2개의 팔레트(100)들을 도시한다. 팔레트(100)들은 평면에서 볼 때 레그(120)들이 정렬되도록 배열된다. 레그(120)들은 상부가 없는 반-컵으로서 형성되고, 레그(120)들의 측면은 바람직한 스무스 테이퍼와 함께 베이스를 향해 테이퍼되도록 각을 이루므로, 하부 팔레트(100)의 레그(120)들은 인접한 레그(120)들 그 내부에 부분적으로 배치되도록 그 위에 팔레트(100)를 위치시킨다. 이는 적층될 때 팔레트가 중첩되게 하고, 적층에 추가된 각각의 추가 팔레트(100)는 그 아래의 팔레트에 중첩될 것이다.

중첩을 사용하면 특히 팔레트를 사용하지 않을 때 팔레트들을 적재할 수 있으며 두 개의 중첩되지 않은 팔레트들보다 수직으로 공간을 덜 차지한다. 이 기능은 팔레트를 운반하거나 보관할 때 유용 할 수 있고, 더 많은 팔레트들을 단일 공간에 배치할 수 있다.

중첩은 또한 적층된 팔레트들을 서로 수평으로 구속하기 때문에, 서로 적층된 팔레트의 수평 이동 또는 슬라이딩을 감소시킨다.

중첩의 정도는 레그들의 형상에 따라 결정된다. 형상을 변경하거나 그 위에 융기들을 추가하면 한쪽 레그가 다른 쪽 레그 안으로 슬롯되는 것을 막을 수 있다.

레그들은 팔레트(100)의 패널(110)이 그 아래의 팔레트의 패널(110)의 상부에 직접 위치하도록 형성 될 수 있다. 이는 적층된 팔레트가 차지하는 공간을 줄여야 할 필요가 있을 때 사용할 수 있으며, 패널의 더 큰 하중 베어링 용량이 요구되는 경우 구조적 요소 패널(110) 사이에 힘을 전달할 수도 있다. 그러나 보다 일반적으로는 포크들이 중첩된 패널 사이에 끼워 지거나 또는 단순한 분리가 가능하도록 두 개의 적층된 패널 사이에 더 큰 간격을 유지해야 하는 요구 사항이 있다. 결국, 팔레트들이 서로 비-중첩(un-nest)이 어려워지지 않으면 유용할 수 있다.

도 14a는 레그(120)에 대한 배열 및 레그(120)의 테이퍼된 내부 표면 내에 위치하는 인접 레그 (122)의 중첩을 도시한다. 이 배열에서, 패널(110)들이 접촉하고, 또한, 레그(120)의 상부는 도 13의 레그의 상부 프로파일-2개가 아닌 3개의 포드들의 폭보다 큰 피팅 패널(124) 내에 위치할 수 있음을 알 수 있다.

레그(120)는 개별적으로 몰딩될 수 있고 웰딩, 브레이징 또는 다른 공지된 기술들에 의해 전체 프레임(110)에 결합 될 수 있다. 대안으로, 도 10에서와 같이 시트들로부터 프레스 될 수 있는 디자인 일 수 있다. 팔레트의 모퉁이에 배치되는 배열이 도 14b에 도시된다. 볼 수 있듯이 팔레트의 측벽/모퉁이에 4개의 레그들이 있다. 팔레트에는 원형 포드들보다는 정사각형 포드들을 구비한다. 또한, 레그들의 하부들은 스키드들과 연결될 수 있다.

레그(120) 상에 가해지는 힘들은 패널(110) 내의 다이아몬드 빔의 정점들인 노드(126)들을 통해 패널의 구조적 요소로 전달될 수 있다. 따라서 레그(120)들을 통해 구조적 요소 내로 힘들이 효율적으로 전달된다.

도 12 및 도 13에 도시된 팔레트(100)의 레그(120)들은 모두 패널(110)의 4개의 최외곽 모퉁이들에 배치되지 않고, 대신에 2개의 레그들의 가장자리로부터 삽입되어, 팔레트의 하나의 가장자리의 돌출에 부식을 일으키고, 다른 것들은 끝 부분에 있지만 모퉁이에 대칭적이기보다는 사이드에 있다. 다른 위치들도 가능하다. 그러나, 도 15는 돌출(130) 및 삽입 레그들로 인해, 2개의 팔레트(100)들이 반대편 가장자리들에 돌출(130)과 함께 적층될 때, 2개의 팔레트의 패널 가장자리(124)들이 평면도에서 인-라인(in-line)으로 수직으로 유지되면, 팔레트(100)들은 완전한 중첩 없이 적층 될 수 있다. 추가 팔레트들은 이러한 방식으로 적층될 수 있고, 돌출(130)이 사이드를 대체하기 때문에, 이 적층 방식은 무게 중심이 하부 적층형 팔레트 상에서 편심되지 않기 때문에 직선형 적층을 유지한다.

중첩 없는 적층은 레그들보다 짧은 물체들이 팔레트에 적재되거나, 소수의 팔레트들을 보관하거나 이동할 때 유용할 수 있고, 패널들 사이의 틈들은 포크리프트의 포크들을 쉽게 수용한다.

팔레트(100)의 상부 면(112) 상의 레그들의 상부에 인접하여 있는 그루브(132, 여기서는 반원형 원형 그루브)는 완전한 중첩 없이 팔레트를 적층할 때 유용한 팔레트(100)의 추가 특징이다. 그들 중 네 개가 있다-각 레그 위쪽에 하나씩. 원형 그루브(132)는 각각의 경우에 레그(120)들의 베이스(그 오목한 디테일을 갖는)가 원형 그루브 내에 위치하도록 형성된 상부 시트의 함몰 부이다. 이는 적층될 때 레그(120)들이 적층된 팔레트 구조에 대한 최대의 안정성을 보장하는 이상적인 위치에 위치하도록 하는 가이드를 허용한다. 또한, 팔레트는 매끄러운 표면(예를 들어, 금속)을 갖는 단단한 재료로 형성될 수 있기 때문에, 적층되거나 찔러(nudge)질 때 팔레트들이 슬라이딩하는 경향이 커질 수 있다. 원형 그루브(132)들은 임의의 횡 방향 이동에 필요한 추가적인 수직 이동을 부가하고, 팔레트(100)의 측 방향 이동을 감소시키는 부가적인 특징을 가지며, 이들은 선형이 아니기 때문에 레그 베이스들을 캡슐화(encapsulate)한다.

원형 그루브이 도시되어 있지만, 팔레트의 레그의 베이스와 관련된 임의의 형상이 사용될 수 있다. 특히, 안정성을 제공할 수 있는 다른 형상들이 가능하다.

캡슐화 기능은 또한 유익하다-즉, 일부 또는 모든 그루브들을 동시에 미끄러지는 것을 방지하기 위한 것이다.

블라인드 슬롯들, 앵귤러 슬롯들 또는 팔레트 표면 주위의 각 레그 위치에서 다르게 배향된 그루브들을 사용하여 달성될 수 있다. 이 예에서, 반원들이 팔레트의 대향하는 사이드들에서 반대 방향을 향하기 때문에 이것은 이미 발생한다.

대안 적으로, 거친 표면이 수평 상대 운동의 경향을 감소시키기 위해 접촉점에 적용될 수 있다.

본 발명은 별도의 스키드들이 장착된 팔레트를 포함 할 수도 있다. 많은 전통적인 팔레트들에는 베이스들을 형성하기 위하여 스키드들이 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 배열을 참조할 수 있다. 이러한 스키드 플레이트(136)는 2개의 레그(120)들 사이에서 연장하고, 스키드 플레이트(136) 상에 레그 (120)를 위치시키기 위해 원형 그루브(132)와 유사한 그루브를 갖는다. 레그(120)는 스키드 플레이트(136)에 웰딩 등의 접합 방법에 의해 부착되어 있다. 플레이트의 상부 표면의 그루브들에 대해 상술한 바와 같이, 다른 레그 베이스 및 그루브 디자인들이 자연적으로 가능하다.

스키드 플레이트(136)는 팔레트(100)가 직접 물품을 적재할 수 있는 공장의 컨베이어 벨트와 같이 레그(120)들이 점 하중을 받고 서있는 표면을 손상시키거나, 레그(120)들이 비실용적인 경우에는, 팔레트를 사용할 수 있다. 스키드 플레이트(126)의 사용은, 또한 팔레트(100)들이 단지 레그들로 제조될 수 있게 하고, 스키드 플레이트(136)들은 후에 추가되어 2개의 팔레트 제조 공정의 필요성을 제거한다. 스키드 플레이트(136)들은 팔레트(100)와 다른 재질이거나 밑면에 더 부드러운 소재가 결합되어 있을 수 있고, 이 경우 팔레트의 더 딱딱한 재질로 인해 표면이 손상될 수 있지만, 나무와 같은 경우 팔레트들이 미끄러지므로 부드러운 플로어(floor)들의 손상을 줄일 수 있다.

스키드 플레이트(136)는 팔레트의 중첩이 더 이상 가능하지 않다는 것을 의미하지만, 도 17은 스키드 플레이트(136)가 설치될 때 적용될 수 있는 팔레트들의 중첩을 위한 다른 배치를 도시한다. 여기서, 오버랩(132)으로 인해, 팔레트(100)는 다른 팔레트에 대해 반전되어, 레그(120)들이 다른 팔레트의 인접한 레그(122)들에 인접하게 위치 할 수 있다. 이는 스키드 플레이트(136) 없이 레그 (120)들로서 2개의 팔레트들을 중첩할 때 높이의 동일한 감소를 제공할 수 있다. 또한, 팔레트를 뒤집어 놓을 때 레그(120)들 또는 스키드 플레이트(136)들을 위치시키기 위한 그루브들이 패널 (110) 아래에 있을 수 있다. 이 중첩 모드는 스키드 플레이트들 없이도 마찬가지로 사용될 수 있다.

본 발명은 스키드 플레이트(136, 도 22 내지도 24 참조)의 디자인에 존재할 수도 있다. 결국, 신장 된 스키드 부재는 포드들 구조를 사용하여 구조적 요소로 형성될 수 있고, 따라서 현재의 발명에 따른 구조적 요소일 수 있다. 도 22에 도시 된 바와 같이, 스키드는 하나 이상의 폴딩가능한(foldable) 하부 시트 부재를 따라 서로 부착된 구조적 요소의 하나 이상의 섹션으로 형성될 수 있다. 사이드들이 각을 이루고 구조 부재들의 폴딩 및 웰딩을 통해 U자 형상의 스키드가 형성 될 수 있다. 이어서, 이는 도 23에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 것과 같은 팔레트 상부에 부착 될 수 있다.

도 23은 팔레트에 있는 두 개의 스키드들을 보여주는데, 하나는 앞에서 설명한 바와 같이 돌출을 끝내기 위해 끝에서 움푹 들어간 곳이다. 도 24는 대신에 3개의 스키드-2개의 엔드 스키드들 및 미들 스키드-를 보여준다. 다른 배열도 본 발명의 범위 내에있다. 도 24는 엇갈리지 않고, 그리드와 같은 열의 포드들을 보여준다. 이것은 원형 구멍(18)들에 대한 또 다른 옵션이다.

스키드 플레이트(136)들을 구비하거나 구비하지 않은 레그(120)들에 의해 제공되는 이점들으로 인해, 양쪽 모두의 이점을 갖는 팔레트를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 도 18은 베이스 플레이트 (140)를 도시한다. 이 베이스 플레이트는 그것에 장착된 스키드 플레이트(136)들을 가지므로, 스키드 플레이트 상에 팔레트를 놓을 수 있거나 또는 스키드 플레이트를 가진 팔레트를 그 팔레트 상에 수납할 수 있다. 팔레트와 베이스 플레이트 사이에 스키드 플레이트들 없이 제공될 수도 있으며, 따라서 베이스 플레이트는 바람직하게는 다리가 있는 팔레트를 직접 수용하기 위한 상술한 그루브 형상을 갖는다. 이는 팔레트(100)가 베이스 플레이트(140) 상에 위치되고, 피트(120, feet)의 베이스가 스키드 플레이트들의 그루브들 또는 베이스 플레이트(136)에 고정되도록 한다.

베이스 플레이트(140)는 컨베이어 벨트들을 갖는 생산 라인상에서 사용될 수 있고, 컨베이어 벨트들에 의해 충분히 운반될 표면적이 없는 레그(120)들의 위험 없이 팔레트들이 움직일 수 있게 한다.

팔레트들은 필요한 형상을 형성하고 레그(120)들을 위한 공간을 제거하기 위해 펀칭된 2개의 시트의 재료 시트들로부터 제조될 수 있다. 이는 기계를 연속적으로 통과하는 재료의 연속적인 시트를 나중에 블록들 크기의 패널(110)로 절단하는 하나의 프레싱 운동 일 수 있다. 프레스된 시트는 원뿔 베이스들에서 대향하는 프레스된 시트에 이어진다.

레그(120)들은 재료 시트들로부터 압출(extrude)될 수 있지만, 강도를 제공하기 위해 더 두꺼운 재료가 요구되는 경우 또는 시트들로부터 안전하게 달성될 수 있는 것보다 더 큰 폼 높이가 요구되는 경우, 별도의 이어짐 방법이 레그들을 위해 바람직할 것이다.

금속 시트 재료들이 특히 공정에 적합하지만, 많은 재료들이 팔레트(100)들을 형성하는데 사용될 수 있다. 금속들은 또한 쉽게 세척되고 멸균된다는 이점이 있다. 이것은, 곤충이나 이물질 운반의 가능성으로 인해 목재 팔레트가 금지되거나, 식품에 일반적으로 사용되는 것과 같이 팔레트에서 물품을 수입품에 대한 엄격한 법률이 적용되는 국가로 운송할 때 중요할 수 있다. 스테인레스 스틸, 알루미늄 및 플라스틱은 그 점에서 살균성 및 재사용 성으로 인해 유용한 물질이 될 수 있다. 그러나 다른 많은 재료들도 재사용이 가능하거나 재활용이 가능하다.

팔레트의 무게 또한 중요할 수 있으며, 시트 재료는 최소한의 무게로 큰 강도의 팔레트를 생산할 수 있는 능력을 제공한다. 중앙부들이 제거된 원뿔(16)들도 팔레트의 무게를 줄인다. 예를 들어, 종래의 목재 팔레트는 약 10kg (통상적인 600x800 팔레트)의 중량을 가지지만, 0.24mm 강으로 제조된 본 발명의 동등한 팔레트는, 금속 시트의 코일들로부터 분리되어 포드들과 함께 필요한 형상으로 압축되고, 도 12에 도시된 바와 같이, 팔레트는 종래 기술의 목재와 유사한 안전한 작업 부하 용량을 제공 할 것이며, 단지 1.8kg의 중량을 가질 수 있다.

1200x800 팔레트의 경우, 본 발명을 이용할 때 팔레트의 중량은 4.0kg을 초과하지 않는 것이 바람직하다.

강판의 두께는 바람직하게는 1mm를 초과하지 않지만, 보다 일반적으로 0.4mm 또는 심지어 0.3mm를 초과할 필요는 없다. 0.24mm가 표준 팔레트 크기에 적합한 것으로 나타난다.

시트들이 연강(mild steel)으로 제조된 패널들의 두께의 관점에서, 0.25mm의 두께를 갖는 시트는 이론적으로 약 40mm의 깊이를 갖는 패널을 제공하도록 안전하게 신장될 수 있다. 그러한 시트 재료로부터의 포드들은 25mm의 깊이를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 일반적으로 이것은 시트 재료의 두께의 10배를 초과하지 않는 바람직한 포드 높이와 같다.

팔레트(100) 내의 원뿔(16)들은 또한 다수의 다른 특징을 갖는다. 그들은 팔레트에 있는 물체 주위의 공기 순환을 허용하고, 이는 운송 전에 특정 온도로 가열되거나 냉각되어야 할 때 중요할 수 있다. 이것은 물류 산업, 특히 화물을 원하는 온도로 가져오는 속도가 운영 비용 및 위탁 품질에 영향을 주는 콜드 체인(cold chain)에서 일반적으로 유용하다. 본 발명의 구조적 요소의 포드들로, 이 기류는 전체 패널을 가로 질러, 특히 정사각형 또는 삼각형 및 육각형과 같은 다른 고밀도 포드들의 형상으로 실질적으로 균등하게 달성된다. 원뿔(16)은 또한 액체가 팔레트에 떨어지거나 빗속에 외부에 방치되면 팔레트의 주머니에 액체가 모일 수 없도록 한다. 이것은 흙에 적용될 수 있으며, 흙이 팔레트의 구멍들을 통해 씻겨지며 필요한 경우 물을 뿌려 쉽게 닦을 수 있다.

또한, 원뿔(16)들은 평평하지 않은 표면을 제공하여, 팔레트 상에 운반되는 더 연약한 물체가 팔레트 내로 가라 앉을 수 있고, 따라서 물체는 팔레트에서 더욱 안전해질 수 있다.

임의의 설계에 있어서, 상부 표면 구멍(18)들 의 빔들/경계들의 정점은 팔레트 상에 저장되거나 위치된 물품에 대한 커팅, 찢어짐 또는 다른 "날카로운" 손상을 방지하기 위해 둥글게된 가장자리를 갖는 것이 바람직하다.

팔레트들의 특정 용도가 논의되었지만, 구조적 요소는 임의의 수의 추가 응용 분야들에서 사용될 수 있다. 도 19 내지도 21은 구조적 요소의 사용에 대한 몇 가지 추가 예를 제공하지만, 사용은 이들에 한정되지 않는다.

도 19는 판지 또는 구조적 요소의 내부 구조를 갖는 임의의 다른 적절한 재료로 형성 될 수 있는 박스를 도시한다. 이렇게 하면 상자에 힘이 추가되어 상자를 추가 적재할 수 있어 운송이 쉬워지고 상자가 부서져 배달이 안 되는 물건이 줄어들 수 있다.

일반적으로 주름진 시트들은 2개의 포드-형성된 시트들의 내부 면들 상에 터치 접착제를 사용하여 본 발명의 구조로부터 마찬가지로 이익을 얻을 수 있다.

구조적 요소는 위조 방지 수단을 포함할 수 있다. 카드를 고려할 때, 특정 종이 등급 또는 펄프 내의 주입된 화학적 특성을 이용할 수 있다. 시트의 내부, 보이지 않는 표면 상에 특정의 또는 특유의 이미지 또는 패턴 등을 인쇄하여 약간의 위조 방지를 추가로 제공할 수 있다. 이러한 기법은 구조적 요소를 식별하는 데 사용할 수 있는 미묘한 또는 재현하기 어려운 서명을 제공할 수 있다.

도 20은 구조적 요소가 보드 또는 플랫폼을 형성하는데 사용되는 스케이트 보드이며, 이는 본 발명의 구조적 요소의 장점을 이용하여 경량이지만 강한 플랫폼을 생성하여 스케이트 보드의 무게를 감소시킬 수 있다.

도 21은 트레일러가 본 발명에 따른 구조적 요소의 패널로부터 형성되는 트럭이다. 이것은 트럭 트레일러의 강한 사이드를 제공하여 차량 내부의 하중을 보호할 수 있으며, 또한 패널 표면의 원뿔들의 형상으로 인해 차량이 도로를 따라 이동할 때 차량의 측벽들을 지나가는 압력을 줄일 수 있다. 이는 포드들이 패널의 표면에 난류를 발생시켜 압력 차의 웨이크(wake)를 감소시킬 수 있기 때문에 달성된다. 이것은 골프 공의 딤플(dimple)들과 유사하다. 이를 위해 원뿔 또는 포드는 일반적으로 둥글거나 비교적 얇은, 즉 최대 직경 또는 최대 외측 선형 치수의 25%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 예시적으로 설명되었다. 그것은 내부 면들이 서로 메이트되는 대향하는 면 쪽으로 돌출된 포드(16)들에 의해 간격을 두고 평행하고, 그 평면을 따라 변형되는 상부 평면(12) 및 하부 평면(14)을 구조적 요소(10)에 제공한다.