軽量の３次元ワイヤ構造体、およびその製造方法
本発明は、互いに接続されかつ３次元空間で交差して複数のセルを形成する複数のワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）を備える軽量の３次元（ｘ，ｙ，ｚ）のワイヤ構造体に関する。さらに、本発明は、このような３次元ワイヤ構造体を製造するための方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続されかつ３次元空間で交差して複数のセルを形成する複数のワイヤからなる軽量の３次元ワイヤ構造体に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、このような３次元ワイヤ構造体を製造するための方法に関する。
【０００３】
本発明は、例えば、医療工学、車両構造、機械工学および土木工学で使用される。
【背景技術】
【０００４】
このような解決策は、独国特許出願公開第１１ ２００４ ００２ １２７ Ｔ５ Ａ１明細書から知られており、この発明は、３次元空間で６０度または１２０度の角度に交差する６群の連続ワイヤからなり、３次元ワイヤ構造体内のセルは、
ａ）第１のワイヤから第６のワイヤまで形成された第１の規則的な四面体部材であって、第１のワイヤ、第２のワイヤおよび第３のワイヤが正三角形を形成するように１つの平面で交差するように、第１の規則的な四面体部材が構成され、第４のワイヤが第２のワイヤおよび第３のワイヤの交点で交差するように構成され、第５のワイヤが第１のワイヤおよび第２のワイヤの交点で交差し、第６のワイヤが第３のワイヤおよび第１のワイヤの交点で交差し、第４のワイヤ、第５のワイヤおよび第６のワイヤが単一の交点で互いに交差する第１の規則的な四面体部材と、
ｂ）交点で第１の規則的な四面体部材に接続されかつ第１の規則的な四面体部材と同様の形状を有する第２の規則的な四面体部材であって、第４のワイヤ、第５のワイヤおよび第６のワイヤが交点を通過して、さらに延びるように第２の規則的な四面体部材が構成され、ワイヤ群の各々が、延びている第４、第５および第６のワイヤから選択されている２つのワイヤに交差し、ワイヤ群が第１のワイヤ、第２のワイヤおよび／または第３のワイヤに平行に配置される第２の規則的な四面体部材とを備え、
ｃ）この場合、ワイヤは６０度または１２０度に互いに交差し、セルは３次元パターンで繰り返され、この結果、フレーム状の３次元構造体が形成される。
【０００５】
この場合、交点のワイヤは、接合、半田付けまたは溶接によって互いに接続される。
【０００６】
この解決策の欠点は、ワイヤが、３Ｄ構造体を介して全方向（ｘ、ｙおよびｚ）に延び、自己支持能力がないのでフレーム状の３次元構造体を常に安定させるために、最初に、規定された固定位置に保持する必要があり、次に、追加の接続手段によって交点で互いに固定する必要があるということにある。さらに、必要なワイヤの最長のものが３次元ワイヤ構造体全体に亘って対角線上に延びる。
【０００７】
したがって、フレーム状の３次元ワイヤ構造体を製造するために、構造、製造工学、機器工学および材料で多くの時間および金銭を消費しなければならない。さらに、フレームは、多様な用途にとって最適なものと見倣すことができない全方向の剛性度によって特徴付けられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般的な３次元ワイヤ構造体の場合、この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴によって達成される。
【０００９】
本発明の別の有利な発展形態は請求項２〜９に記載される。
【００１０】
３次元ワイヤ構造体を製造するための方法は請求項１０〜１２に記載される。
【００１１】
本発明の利点は、３次元ワイヤ構造体を利用することができ、これらのワイヤ自体が、ワイヤ用の追加の接続要素の使用を不要にするような自己支持体として設けられ、したがって、材料および製造のコストを低減することができることである。それぞれの用途に適合させるために、ワイヤ構造体は、方向依存の弾性特性によって、またはさらに全方向の高い剛性レベルによって特徴付けられる。ここで、３次元ワイヤ構造体を層に設計することによって、螺旋ワイヤの長さおよび量がｘ方向およびｙ方向の層の広がりを決定し、ワイヤがワイヤ構造体全体の対角線上を通過するという先行技術の欠点が排除される。
【００１２】
さらに、上記先行技術に記載されている３次元ワイヤ構造体内での全方向のワイヤ間に必要な相互作用は、もはや不要である。製造工学に関して言えば、ｚ方向の延長は今や理論上無限であるので、以前の生産性の限界が広がっている。
【００１３】
例示的な実施形態およびそれに関連する図面を参照して、本発明について以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による軽量の３次元ワイヤ構造体の斜視図を示している。
【図２】第１の平面の第１のワイヤメッシュの平面図を示している。
【図３】図２と同様の第１の平面の第１のワイヤメッシュを、第１の平面の第２のワイヤメッシュが横方向に通っている、平面図を示している。
【図４】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２の平面の第１のワイヤメッシュが通っている、平面図を示している。
【図５】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２の平面の第１のメッシュの第１のワイヤが通っている、平面図を示している。
【図６】図５の矢印Ａの方向における側面図を示している。
【図７】図５の矢印Ｂの方向における正面図を示している。
【図８】第２の平面の第１のワイヤメッシュを、第２の平面の第２のワイヤメッシュが通っている平面図を示している。
【図９】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２の平面の第２のメッシュの第１のワイヤが通っている、平面図を示している。
【図１０】図９の矢印Ｃの方向における側面図を示している。
【図１１】図９の矢印Ｄの方向における側面図を示している。
【図１２】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２および第３のワイヤ構造体が通っている、平面図を示している。
【図１３】図８と同様の第２の平面のワイヤメッシュを、第２および第３のワイヤ構造体が通っている、平面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、軽量の３次元ワイヤ構造体を示している。このワイヤ構造体は、複数の螺旋巻きワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５からなり、これらは、セルを形成するように３次元空間で互いに交差して接続され、これらの軸線２、８、１４、２１の配列の変化に沿って、および異なる平面１、２０に配置される。一例として、２つの平面１、２０から構成され、さらに別の平面によってｚ方向に任意に延びることができるワイヤ構造体が図示されている。この場合、平面１は織布ワイヤメッシュ７、１３から形成され、平面２０は織布ワイヤメッシュ１９、２６から形成される。
【００１６】
このようなワイヤ構造体の設計は以下のようなものである。
【００１７】
図２では、第１の平面１において、軸線２を中心として互いに平行に延びる複数の、例えば４つの第１の螺旋ワイヤ３、４、５、６は、それぞれの交点３−４、４−５、５−６で交差することにより第１のワイヤメッシュ７を形成するように展開し、それがｘ方向およびｙ方向に接続され、ここで、隣接する２つのワイヤは一巻き毎に１つの交点によって接続される。隣接する２つの第１のワイヤ３、４、５、６の軸線２の間の距離はワイヤのピッチｐの半分である。別の第１のワイヤを組み込むことによって、ワイヤメッシュ７はｙ方向に任意に延びることができる。この場合に使用されるワイヤの長さはｘ方向の延長部から形成される。
【００１８】
図３を参照すると、第１のワイヤメッシュ７において、軸線８を中心として互いに平行に延びる複数の、例えば４つの第２の螺旋ワイヤ９、１０、１１、１２は、さらに、第１のワイヤ３、４、５、６、の軸線２に対して横方向に設けられ、前記第２のワイヤが第１の平面１内で第２のワイヤメッシュ１３を形成するように、交点９−１０、１０−１１、１１−１２において互いに、さらには、第１のワイヤメッシュ７のワイヤ３、４、５、６の交点３−４、４−５、５−６と、例えば、交点３−４−９−１０、３−４−１１−１２、４−５−１０−１１、５−６−９−１０、５−６−１１−１２で、交差する。完成したセルではいずれの場合も、４つのワイヤは４つの交点でそれぞれ接触していなければならず、これらの交点は、長方形に配置され、このようにして、いずれの場合も、前記構造体に等しい交点をそれぞれ形成する。
【００１９】
図面を分かりやすくするために、図３では、交点３−４−９−１０、３−４−１１−１２、４−５−１０−１１、５−６−９−１０、５−６−１１−１２のみが、等しい交点として図示されている。
【００２０】
したがって、このように形成される平面１は、相互に接続されたワイヤメッシュ７と１３からなる。第２のワイヤメッシュ１３は、第２のワイヤ９、１０、１１、１２の、第１のワイヤ３、４、５、６からなる第１のワイヤメッシュ７への個々の組み込みによって形成される。平面１はｘ方向およびｙ方向に任意に延びることができる。
【００２１】
図４−図７から、第１の平面１の接続されたワイヤメッシュ７、１３に対してｚ方向に変位されるように第３の螺旋ワイヤ１５、１６、１７、１８が設けられ、これらの第３の螺旋ワイヤも、同様に軸線１４を中心として互いに平行に延びており、第２の平面２０内でｙ方向に延びる第１のワイヤメッシュ１９を形成するように互いに交差し、かつ平面１の前記第２のワイヤ９、１０、１１、１２が１つおきに交差されるような方法で第３のワイヤに対して横方向にオフセットされた平面１の第２のワイヤ９、１０、１１、１２とも交差することが理解できる。同時に、第３のワイヤ１５、１６、１７、１８は、平行に延びる第１のワイヤ３、４、５、６に対して、
【数１】
【００２２】
だけｚ方向に変位され、式中、ｄａは外径を表し、ｐは螺旋ワイヤのピッチを表す（図２参照）。
【００２３】
第２の平面２０の第１のワイヤメッシュの第３の螺旋ワイヤ１５、１６、１７、１８は、交点３−４−１１−１２−１５−１６、３−４−９−１０−１５−１６、４−５−１０−１１−１６−１７、５−６−１１−１２−１７−１８および５−６−９−１０−１７−１８で、第１の平面１の螺旋ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２と交わる（図４）。
【００２４】
最後に、図８−図１１は、第４の螺旋ワイヤの軸線２１を中心として互いに平行に延びる複数の、例えば４つの第４の螺旋ワイヤ２２、２３、２４、２５が、第３のワイヤ１５、１６、１７、１８の軸線１４に対して横方向に、かつ第１の平面１のワイヤ９、１０、１１、１２に対して平行に設けられ、前記第４のワイヤ２２、２３、２４、２５は、第２の平面２０内で第２のワイヤメッシュ２６を形成するように、第４のワイヤの交点２２−２３、２３−２４、２４−２５において互いに、かつ第２の平面２０内の第２のワイヤメッシュ１９のワイヤ１５、１６、１７、１８と交点１５−１６、１６−１７、１７−１８で交差して、交点１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５を形成することを示している。
【００２５】
ここで、ｘ方向のワイヤメッシュ２６は、平面１のワイヤメッシュ７、１３と一致するように平面２０のｙ方向のワイヤメッシュ１９に接続される。ワイヤメッシュ１９と２６は、個々のワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５の交点３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５によって平面１に接続される。上述したように、次の平面が既存の平面２０に構成される場合には、別の交点が形成される。
【００２６】
ｚ方向における３次元ワイヤ構造の延長部が理論上境界を有しないように、ｚ方向の別の平面構造が上記説明と類似の方法で実現される。
【００２７】
第１〜第４のワイヤは、非常に多様な材料、例えば金属材料または非金属材料から製造することができる。
【００２８】
さらに、個々の平面１、２０の第１〜第４のワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５が、同一または異なる幾何学的形状、例えば円形、三角形、長方形または多角形の断面を有することが可能である。ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５は中実材料または中空材料から製造することができる。
【００２９】
３次元ワイヤ構造体のための方向依存の弾性特性を得るために、平面１、２０の１つおよび／または複数の中で、異なる材料から製造されたワイヤを使用することが可能である。
【００３０】
弾性特性は、部分的に、平面１、２０の１つおよび／または複数に配置されている異なる長さのワイヤの影響を受けることもある。ピッチｐおよび／またはワイヤ径等の種々のパラメータにより、ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５が個々の平面または方向により強くまたはより弱く引っ張られることから、弾性特性は、螺旋ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５の幾何学的特性ピッチｐ、ワイヤ直径および外径によって決定することもできる。
【００３１】
別のワイヤ３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”が、上述したように展開された３次元ワイヤ構造体と類似の方法で平面１、２０のｘ方向およびｙ方向に配置される場合、図１のワイヤ構造体内に１つまたは複数の別個の３次元ワイヤ構造体を形成することが可能であり、上記ワイヤ構造体は、図１のように移動可能であるように（第１の）ワイヤ構造体内に配置されるか、またはその数に応じて固定される。図１２は、第１の平面１内でワイヤ３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’および３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”から形成された第２および第３のワイヤ構造体を一例として示している。図１３は、第２の平面２０内でワイヤ１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”から形成された第２および第３のワイヤ構造体を一例として示している。
【００３２】
弾性が小さいか剛性である３次元ワイヤ構造体を生じさせるために、ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５は、それらの交点３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５の１つまたは複数で接合技術を用いて互いに接続することができる。
【００３３】
本発明による３次元ワイヤ構造体を製造するための方法は、
２つのワイヤメッシュ７、１３から第１の平面１を形成するために、
− 隣接する２つのワイヤが一巻き毎に交点３−４、４−５、５−６を介して接続されるように、その軸線２を中心として互いに平行に延びる第１の螺旋巻きワイヤ３、４、５、６がｘ方向に互いに編まれ、
− その軸線８を中心として互いに平行に延びる複数の第２の螺旋ワイヤ９、１０、１１、１２が、第１のワイヤ３、４、５、６の軸線２に対して横方向に、第１のワイヤ３、４、５、６の第１のワイヤメッシュ７内に編みこまれ、そして２つのワイヤメッシュ１９、２６から第２の平面２０を形成するように、
− 上記ワイヤメッシュ７、１３の第１の平面１に対してｚ方向への変位が行われた後に、その軸線１４を中心として互いに平行に延びる第３の螺旋ワイヤ１５、１６、１７、１８が互いに交差し、かつ第３の螺旋ワイヤに対して横方向にオフセットされた平面１の第２のワイヤ９、１０、１１、１２とも交差し、平面１の第２のワイヤ９、１０、１１、１２が１つおきに交差されるように編みこまれ、それと同時に、第１のワイヤメッシュ１９が第２の平面２０内に形成され、
− 第３のワイヤ１５、１６、１７、１８の軸線１４に対して横方向に、軸線２１を中心として互いに平行に延びる複数の第４の螺旋ワイヤ２２、２３、２４、２５が編みこまれ、第２の平面２０内に第２のワイヤメッシュ２６を形成するように、交点２２−２３、２３−２４、２４−２５において互いに、かつ第２の平面２０内の第１のワイヤメッシュ１９の第３のワイヤ１５、１６、１７、１８の交点１５−１６、１６−１７、１７−１８で交差して、交点１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５を形成することによって特徴付けられる。
【００３４】
さらに、別のワイヤ３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”が、上記のように製造された３次元ワイヤ構造体と同様に、ｘ方向およびｙ方向において平面１、２０内に編みこまれることが可能である（図１２および図１３参照）。
【００３５】
最後に、ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５；３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”は、それらの交点３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５；
３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’、３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’、４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’、５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’、５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’；
３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”、３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”、４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”、５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”、５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”
の１つまたは複数で接合技術を用いて接続することができ、その結果、弾性が小さいか剛性である３次元ワイヤ構造体が形成される。
【符号の説明】
【００３６】
１…第１の平面、
２…３〜６の軸線、
３…第１のワイヤ、
４…第１のワイヤ、
５…第１のワイヤ、
６…第１のワイヤ、
７…平面１内の第１のワイヤメッシュ、
８…９〜１２の軸線、
９…第２のワイヤ、
１０…第２のワイヤ、
１１…第２のワイヤ、
１２…第２のワイヤ、
１３…平面１内の第２のワイヤメッシュ、
１４…１５〜１８の軸線、
１５…第３のワイヤ、
１６…第３のワイヤ、
１７…第３のワイヤ、
１８…第３のワイヤ、
１９…平面２０内の第１のワイヤメッシュ、
２０…第２の平面、
２１…２２〜２５の軸線、
２２…第４のワイヤ、
２３…第４のワイヤ、
２４…第４のワイヤ、
２５…第４のワイヤ、
２６…平面２０内の第２のワイヤメッシュ、
３−４…交点、
４−５…交点、
５−６…交点、
９−１０…交点、
１０−１１…交点、
１１−１２…交点、
９−１５…交点、
１１−１５…交点、
３−４−９−１０…交点、
３−４−１１−１２…交点、
４−５−１０−１１…交点、
５−６−９−１０…交点、
５−６−１１−１２…交点、
１５−１６−２２−２３…交点、
１５−１６−２４−２５…交点、
１６−１７−２３−２４…交点、
１７−１８−２２−２３…交点、
１７−１８−２４−２５…交点、
３−４−９−１０−１５…交点、
３−４−１１−１２−１５…交点、
３−４−１１−１２−１５−１６…交点、
４−５−１０−１１−１６−１７…交点、
５−６−１１−１２−１７−１８…交点、
３−４−９−１０−１５−１６−２２…交点、
５−６−９−１０−１７−１８−２２…交点、
３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５…交点、
３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３…交点、
４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４…交点、
５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３…交点、
５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５…交点、
３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’…交点、
３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’…交点、
４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’…交点、
５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’…交点、
５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’…交点、
３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”…交点、
３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”…交点、
４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”…交点、
５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”…交点、
５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”…交点、
ｄａ…外径、
ｐ…ピッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続されかつ３次元空間で交差して複数のセルを形成する複数のワイヤからなる軽量の３次元ワイヤ構造体に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、このような３次元ワイヤ構造体を製造するための方法に関する。
【０００３】
本発明は、例えば、医療工学、車両構造、機械工学および土木工学で使用される。
【背景技術】
【０００４】
このような解決策は、独国特許出願公開第１１ ２００４ ００２ １２７ Ｔ５ Ａ１明細書から知られており、この発明は、３次元空間で６０度または１２０度の角度に交差する６群の連続ワイヤからなり、３次元ワイヤ構造体内のセルは、
ａ）第１のワイヤから第６のワイヤまで形成された第１の規則的な四面体部材であって、第１のワイヤ、第２のワイヤおよび第３のワイヤが正三角形を形成するように１つの平面で交差するように、第１の規則的な四面体部材が構成され、第４のワイヤが第２のワイヤおよび第３のワイヤの交点で交差するように構成され、第５のワイヤが第１のワイヤおよび第２のワイヤの交点で交差し、第６のワイヤが第３のワイヤおよび第１のワイヤの交点で交差し、第４のワイヤ、第５のワイヤおよび第６のワイヤが単一の交点で互いに交差する第１の規則的な四面体部材と、
ｂ）交点で第１の規則的な四面体部材に接続されかつ第１の規則的な四面体部材と同様の形状を有する第２の規則的な四面体部材であって、第４のワイヤ、第５のワイヤおよび第６のワイヤが交点を通過して、さらに延びるように第２の規則的な四面体部材が構成され、ワイヤ群の各々が、延びている第４、第５および第６のワイヤから選択されている２つのワイヤに交差し、ワイヤ群が第１のワイヤ、第２のワイヤおよび／または第３のワイヤに平行に配置される第２の規則的な四面体部材とを備え、
ｃ）この場合、ワイヤは６０度または１２０度に互いに交差し、セルは３次元パターンで繰り返され、この結果、フレーム状の３次元構造体が形成される。
【０００５】
この場合、交点のワイヤは、接合、半田付けまたは溶接によって互いに接続される。
【０００６】
この解決策の欠点は、ワイヤが、３Ｄ構造体を介して全方向（ｘ、ｙおよびｚ）に延び、自己支持能力がないのでフレーム状の３次元構造体を常に安定させるために、最初に、規定された固定位置に保持する必要があり、次に、追加の接続手段によって交点で互いに固定する必要があるということにある。さらに、必要なワイヤの最長のものが３次元ワイヤ構造体全体に亘って対角線上に延びる。
【０００７】
したがって、フレーム状の３次元ワイヤ構造体を製造するために、構造、製造工学、機器工学および材料で多くの時間および金銭を消費しなければならない。さらに、フレームは、多様な用途にとって最適なものと見倣すことができない全方向の剛性度によって特徴付けられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般的な３次元ワイヤ構造体の場合、この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴によって達成される。
【０００９】
本発明の別の有利な発展形態は請求項２〜９に記載される。
【００１０】
３次元ワイヤ構造体を製造するための方法は請求項１０〜１２に記載される。
【００１１】
本発明の利点は、３次元ワイヤ構造体を利用することができ、これらのワイヤ自体が、ワイヤ用の追加の接続要素の使用を不要にするような自己支持体として設けられ、したがって、材料および製造のコストを低減することができることである。それぞれの用途に適合させるために、ワイヤ構造体は、方向依存の弾性特性によって、またはさらに全方向の高い剛性レベルによって特徴付けられる。ここで、３次元ワイヤ構造体を層に設計することによって、螺旋ワイヤの長さおよび量がｘ方向およびｙ方向の層の広がりを決定し、ワイヤがワイヤ構造体全体の対角線上を通過するという先行技術の欠点が排除される。
【００１２】
さらに、上記先行技術に記載されている３次元ワイヤ構造体内での全方向のワイヤ間に必要な相互作用は、もはや不要である。製造工学に関して言えば、ｚ方向の延長は今や理論上無限であるので、以前の生産性の限界が広がっている。
【００１３】
例示的な実施形態およびそれに関連する図面を参照して、本発明について以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による軽量の３次元ワイヤ構造体の斜視図を示している。
【図２】第１の平面の第１のワイヤメッシュの平面図を示している。
【図３】図２と同様の第１の平面の第１のワイヤメッシュを、第１の平面の第２のワイヤメッシュが横方向に通っている、平面図を示している。
【図４】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２の平面の第１のワイヤメッシュが通っている、平面図を示している。
【図５】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２の平面の第１のメッシュの第１のワイヤが通っている、平面図を示している。
【図６】図５の矢印Ａの方向における側面図を示している。
【図７】図５の矢印Ｂの方向における正面図を示している。
【図８】第２の平面の第１のワイヤメッシュを、第２の平面の第２のワイヤメッシュが通っている平面図を示している。
【図９】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２の平面の第２のメッシュの第１のワイヤが通っている、平面図を示している。
【図１０】図９の矢印Ｃの方向における側面図を示している。
【図１１】図９の矢印Ｄの方向における側面図を示している。
【図１２】図３と同様の第１の平面のワイヤメッシュを、第２および第３のワイヤ構造体が通っている、平面図を示している。
【図１３】図８と同様の第２の平面のワイヤメッシュを、第２および第３のワイヤ構造体が通っている、平面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、軽量の３次元ワイヤ構造体を示している。このワイヤ構造体は、複数の螺旋巻きワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５からなり、これらは、セルを形成するように３次元空間で互いに交差して接続され、これらの軸線２、８、１４、２１の配列の変化に沿って、および異なる平面１、２０に配置される。一例として、２つの平面１、２０から構成され、さらに別の平面によってｚ方向に任意に延びることができるワイヤ構造体が図示されている。この場合、平面１は織布ワイヤメッシュ７、１３から形成され、平面２０は織布ワイヤメッシュ１９、２６から形成される。
【００１６】
このようなワイヤ構造体の設計は以下のようなものである。
【００１７】
図２では、第１の平面１において、軸線２を中心として互いに平行に延びる複数の、例えば４つの第１の螺旋ワイヤ３、４、５、６は、それぞれの交点３−４、４−５、５−６で交差することにより第１のワイヤメッシュ７を形成するように展開し、それがｘ方向およびｙ方向に接続され、ここで、隣接する２つのワイヤは一巻き毎に１つの交点によって接続される。隣接する２つの第１のワイヤ３、４、５、６の軸線２の間の距離はワイヤのピッチｐの半分である。別の第１のワイヤを組み込むことによって、ワイヤメッシュ７はｙ方向に任意に延びることができる。この場合に使用されるワイヤの長さはｘ方向の延長部から形成される。
【００１８】
図３を参照すると、第１のワイヤメッシュ７において、軸線８を中心として互いに平行に延びる複数の、例えば４つの第２の螺旋ワイヤ９、１０、１１、１２は、さらに、第１のワイヤ３、４、５、６、の軸線２に対して横方向に設けられ、前記第２のワイヤが第１の平面１内で第２のワイヤメッシュ１３を形成するように、交点９−１０、１０−１１、１１−１２において互いに、さらには、第１のワイヤメッシュ７のワイヤ３、４、５、６の交点３−４、４−５、５−６と、例えば、交点３−４−９−１０、３−４−１１−１２、４−５−１０−１１、５−６−９−１０、５−６−１１−１２で、交差する。完成したセルではいずれの場合も、４つのワイヤは４つの交点でそれぞれ接触していなければならず、これらの交点は、長方形に配置され、このようにして、いずれの場合も、前記構造体に等しい交点をそれぞれ形成する。
【００１９】
図面を分かりやすくするために、図３では、交点３−４−９−１０、３−４−１１−１２、４−５−１０−１１、５−６−９−１０、５−６−１１−１２のみが、等しい交点として図示されている。
【００２０】
したがって、このように形成される平面１は、相互に接続されたワイヤメッシュ７と１３からなる。第２のワイヤメッシュ１３は、第２のワイヤ９、１０、１１、１２の、第１のワイヤ３、４、５、６からなる第１のワイヤメッシュ７への個々の組み込みによって形成される。平面１はｘ方向およびｙ方向に任意に延びることができる。
【００２１】
図４−図７から、第１の平面１の接続されたワイヤメッシュ７、１３に対してｚ方向に変位されるように第３の螺旋ワイヤ１５、１６、１７、１８が設けられ、これらの第３の螺旋ワイヤも、同様に軸線１４を中心として互いに平行に延びており、第２の平面２０内でｙ方向に延びる第１のワイヤメッシュ１９を形成するように互いに交差し、かつ平面１の前記第２のワイヤ９、１０、１１、１２が１つおきに交差されるような方法で第３のワイヤに対して横方向にオフセットされた平面１の第２のワイヤ９、１０、１１、１２とも交差することが理解できる。同時に、第３のワイヤ１５、１６、１７、１８は、平行に延びる第１のワイヤ３、４、５、６に対して、
【数１】
【００２２】
だけｚ方向に変位され、式中、ｄａは外径を表し、ｐは螺旋ワイヤのピッチを表す（図２参照）。
【００２３】
第２の平面２０の第１のワイヤメッシュの第３の螺旋ワイヤ１５、１６、１７、１８は、交点３−４−１１−１２−１５−１６、３−４−９−１０−１５−１６、４−５−１０−１１−１６−１７、５−６−１１−１２−１７−１８および５−６−９−１０−１７−１８で、第１の平面１の螺旋ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２と交わる（図４）。
【００２４】
最後に、図８−図１１は、第４の螺旋ワイヤの軸線２１を中心として互いに平行に延びる複数の、例えば４つの第４の螺旋ワイヤ２２、２３、２４、２５が、第３のワイヤ１５、１６、１７、１８の軸線１４に対して横方向に、かつ第１の平面１のワイヤ９、１０、１１、１２に対して平行に設けられ、前記第４のワイヤ２２、２３、２４、２５は、第２の平面２０内で第２のワイヤメッシュ２６を形成するように、第４のワイヤの交点２２−２３、２３−２４、２４−２５において互いに、かつ第２の平面２０内の第２のワイヤメッシュ１９のワイヤ１５、１６、１７、１８と交点１５−１６、１６−１７、１７−１８で交差して、交点１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５を形成することを示している。
【００２５】
ここで、ｘ方向のワイヤメッシュ２６は、平面１のワイヤメッシュ７、１３と一致するように平面２０のｙ方向のワイヤメッシュ１９に接続される。ワイヤメッシュ１９と２６は、個々のワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５の交点３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５によって平面１に接続される。上述したように、次の平面が既存の平面２０に構成される場合には、別の交点が形成される。
【００２６】
ｚ方向における３次元ワイヤ構造の延長部が理論上境界を有しないように、ｚ方向の別の平面構造が上記説明と類似の方法で実現される。
【００２７】
第１〜第４のワイヤは、非常に多様な材料、例えば金属材料または非金属材料から製造することができる。
【００２８】
さらに、個々の平面１、２０の第１〜第４のワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５が、同一または異なる幾何学的形状、例えば円形、三角形、長方形または多角形の断面を有することが可能である。ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５は中実材料または中空材料から製造することができる。
【００２９】
３次元ワイヤ構造体のための方向依存の弾性特性を得るために、平面１、２０の１つおよび／または複数の中で、異なる材料から製造されたワイヤを使用することが可能である。
【００３０】
弾性特性は、部分的に、平面１、２０の１つおよび／または複数に配置されている異なる長さのワイヤの影響を受けることもある。ピッチｐおよび／またはワイヤ径等の種々のパラメータにより、ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５が個々の平面または方向により強くまたはより弱く引っ張られることから、弾性特性は、螺旋ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５の幾何学的特性ピッチｐ、ワイヤ直径および外径によって決定することもできる。
【００３１】
別のワイヤ３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”が、上述したように展開された３次元ワイヤ構造体と類似の方法で平面１、２０のｘ方向およびｙ方向に配置される場合、図１のワイヤ構造体内に１つまたは複数の別個の３次元ワイヤ構造体を形成することが可能であり、上記ワイヤ構造体は、図１のように移動可能であるように（第１の）ワイヤ構造体内に配置されるか、またはその数に応じて固定される。図１２は、第１の平面１内でワイヤ３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’および３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”から形成された第２および第３のワイヤ構造体を一例として示している。図１３は、第２の平面２０内でワイヤ１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”から形成された第２および第３のワイヤ構造体を一例として示している。
【００３２】
弾性が小さいか剛性である３次元ワイヤ構造体を生じさせるために、ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５は、それらの交点３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５の１つまたは複数で接合技術を用いて互いに接続することができる。
【００３３】
本発明による３次元ワイヤ構造体を製造するための方法は、
２つのワイヤメッシュ７、１３から第１の平面１を形成するために、
− 隣接する２つのワイヤが一巻き毎に交点３−４、４−５、５−６を介して接続されるように、その軸線２を中心として互いに平行に延びる第１の螺旋巻きワイヤ３、４、５、６がｘ方向に互いに編まれ、
− その軸線８を中心として互いに平行に延びる複数の第２の螺旋ワイヤ９、１０、１１、１２が、第１のワイヤ３、４、５、６の軸線２に対して横方向に、第１のワイヤ３、４、５、６の第１のワイヤメッシュ７内に編みこまれ、そして２つのワイヤメッシュ１９、２６から第２の平面２０を形成するように、
− 上記ワイヤメッシュ７、１３の第１の平面１に対してｚ方向への変位が行われた後に、その軸線１４を中心として互いに平行に延びる第３の螺旋ワイヤ１５、１６、１７、１８が互いに交差し、かつ第３の螺旋ワイヤに対して横方向にオフセットされた平面１の第２のワイヤ９、１０、１１、１２とも交差し、平面１の第２のワイヤ９、１０、１１、１２が１つおきに交差されるように編みこまれ、それと同時に、第１のワイヤメッシュ１９が第２の平面２０内に形成され、
− 第３のワイヤ１５、１６、１７、１８の軸線１４に対して横方向に、軸線２１を中心として互いに平行に延びる複数の第４の螺旋ワイヤ２２、２３、２４、２５が編みこまれ、第２の平面２０内に第２のワイヤメッシュ２６を形成するように、交点２２−２３、２３−２４、２４−２５において互いに、かつ第２の平面２０内の第１のワイヤメッシュ１９の第３のワイヤ１５、１６、１７、１８の交点１５−１６、１６−１７、１７−１８で交差して、交点１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５を形成することによって特徴付けられる。
【００３４】
さらに、別のワイヤ３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”が、上記のように製造された３次元ワイヤ構造体と同様に、ｘ方向およびｙ方向において平面１、２０内に編みこまれることが可能である（図１２および図１３参照）。
【００３５】
最後に、ワイヤ３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５；３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”は、それらの交点３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５；
３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’、３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’、４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’、５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’、５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’；
３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”、３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”、４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”、５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”、５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”
の１つまたは複数で接合技術を用いて接続することができ、その結果、弾性が小さいか剛性である３次元ワイヤ構造体が形成される。
【符号の説明】
【００３６】
１…第１の平面、
２…３〜６の軸線、
３…第１のワイヤ、
４…第１のワイヤ、
５…第１のワイヤ、
６…第１のワイヤ、
７…平面１内の第１のワイヤメッシュ、
８…９〜１２の軸線、
９…第２のワイヤ、
１０…第２のワイヤ、
１１…第２のワイヤ、
１２…第２のワイヤ、
１３…平面１内の第２のワイヤメッシュ、
１４…１５〜１８の軸線、
１５…第３のワイヤ、
１６…第３のワイヤ、
１７…第３のワイヤ、
１８…第３のワイヤ、
１９…平面２０内の第１のワイヤメッシュ、
２０…第２の平面、
２１…２２〜２５の軸線、
２２…第４のワイヤ、
２３…第４のワイヤ、
２４…第４のワイヤ、
２５…第４のワイヤ、
２６…平面２０内の第２のワイヤメッシュ、
３−４…交点、
４−５…交点、
５−６…交点、
９−１０…交点、
１０−１１…交点、
１１−１２…交点、
９−１５…交点、
１１−１５…交点、
３−４−９−１０…交点、
３−４−１１−１２…交点、
４−５−１０−１１…交点、
５−６−９−１０…交点、
５−６−１１−１２…交点、
１５−１６−２２−２３…交点、
１５−１６−２４−２５…交点、
１６−１７−２３−２４…交点、
１７−１８−２２−２３…交点、
１７−１８−２４−２５…交点、
３−４−９−１０−１５…交点、
３−４−１１−１２−１５…交点、
３−４−１１−１２−１５−１６…交点、
４−５−１０−１１−１６−１７…交点、
５−６−１１−１２−１７−１８…交点、
３−４−９−１０−１５−１６−２２…交点、
５−６−９−１０−１７−１８−２２…交点、
３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５…交点、
３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３…交点、
４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４…交点、
５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３…交点、
５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５…交点、
３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’…交点、
３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’…交点、
４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’…交点、
５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’…交点、
５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’…交点、
３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”…交点、
３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”…交点、
４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”…交点、
５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”…交点、
５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”…交点、
ｄａ…外径、
ｐ…ピッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続され、かつ３次元空間で交差して複数のセルを形成する複数のワイヤからなる軽量の３次元ワイヤ構造体において、
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が螺旋状に巻かれており、それと同時に、平面（１）において、その軸線（２）を中心として互いに平行に延びる複数の第１の螺旋ワイヤ（３、４、５、６）は、交点（３−４、４−５、５−６）で交差することにより第１のワイヤメッシュ（７）を形成するように展開し、それがｘ方向およびｙ方向に接続され、ここで、隣接する２つのワイヤは一巻き毎に１つの交点（３−４、４−５、５−６）によって接続され、
さらに、その軸線（８）を中心として互いに平行に延びる複数の第２の螺旋ワイヤ（９、１０、１１、１２）は、前記第１のワイヤ（３、４、５、６）の前記軸線（２）に対して横方向に設けられ、前記第２のワイヤ（９、１０、１１、１２）が前記平面（１）内に第２のワイヤメッシュ（１３）を形成するように、交点（９−１０、１０−１１、１１−１２）において互いに、および前記第１のワイヤメッシュ（７）の前記ワイヤ（３、４、５、６）の前記交点（３−４、４−５、５−６）と、交点（３−４−９−１０、３−４−１１−１２、４−５−１０−１１、５−６−９−１０、５−６−１１−１２）で、交差し、
その軸線（１４）を中心として互いに平行に延びる複数の第３の螺旋ワイヤ（１５、１６、１７、１８）は、前記平面（１）に対してｚ方向に変位されて設けられ、前記第３のワイヤが互いに交差し、かつ前記平面（１）の前記第２のワイヤが１つおきに交差されるような方法で前記第３のワイヤに対して横方向にオフセットされた平面（１）の前記ワイヤ（９、１０、１１、１２）とも交差し、
その軸線（２１）を中心として互いに平行に延びる複数の第４の螺旋ワイヤ（２２、２３、２４、２５）は、前記第３のワイヤ（１５、１６、１７、１８）の前記軸線（１４）に対して横方向に設けられ、前記第４のワイヤ（２２、２３、２４、２５）が、第２の平面（２０）内に第２のワイヤメッシュ（２６）を形成するように、それらの交点（２２−２３、２３−２４、２４−２５）において互いに、および前記平面（２０）の第１のワイヤメッシュ（１９）の前記ワイヤ（１５、１６、１７、１８）の前記交点（１５−１６、１６−１７、１７−１８）と、交点（１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５）で、交差する
ことを特徴とする、軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項２】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、金属材料または非金属材料から製造されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項３】
異なる材料から製造されるワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、前記平面（１、２０）の１つおよび／または複数に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項４】
前記個々の平面（１、２０）の前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、同一または異なる幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項５】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）の前記幾何学的形状が、円形、三角形、長方形または多角形の断面として実現されることを特徴とする、請求項４に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項６】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、中実材料または中空材料から製造されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項７】
異なる長さのワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、部分的に、前記平面（１、２０）の１つおよび／または複数に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項８】
別のワイヤ（３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記平面（１、２０）の１つおよび／または複数において前記ｘ方向およびｙ方向に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項９】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５；３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’；３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記ワイヤの交点（３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５；３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’、３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’、４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’、５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’、５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’；３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”、３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”、４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”、５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”、５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”）の１つまたは複数で接合技術を用いて互いに接続されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項１０】
軽量の３次元ワイヤ構造体を製造するための方法において、
２つのワイヤメッシュ（７、１３）から平面（１）を形成するために、
− その軸線（２）を中心として互いに平行に延びる第１の螺旋巻きワイヤ（３、４、５、６）が、隣接する２つのワイヤが一巻き毎に交点（３−４、４−５、５−６）を介して接続されるように、ｘ方向に互いに編まれ、
− その軸線（８）を中心として互いに平行に延びる複数の第２の螺旋ワイヤ（９、１０、１１、１２）が、前記第１のワイヤ（３、４、５、６）の前記軸線（２）に対して横方向に、前記第１のワイヤ（３、４、５、６）の前記第１のワイヤメッシュ（７）内に編みこまれ、そして２つのワイヤメッシュ（１９、２６）から第２の平面（２０）を形成するように、
− 前記ワイヤメッシュ（７、１３）の前記平面（１）に対してｚ方向への変位が行われた後に、軸線（１４）を中心として互いに平行に延びる複数の第３の螺旋ワイヤ（１５、１６、１７、１８）が、互いに交差し、かつ前記第３の螺旋ワイヤに対して横方向にオフセットされた前記平面（１）の前記第２のワイヤ（９、１０、１１、１２）とも交差し、前記平面（１）の前記第２のワイヤ（９、１０、１１、１２）が１つおきに交差されるように編みこまれ、それと同時に、前記第１のワイヤメッシュ（１９）が前記第２の平面（２０）内に形成され、さらに
− その軸線（２１）を中心として互いに平行に延びる複数の第４の螺旋ワイヤ（２２、２３、２４、２５）が、前記第３のワイヤ（１５、１６、１７、１８）の前記軸線（１４）に対して横方向に編みこまれ、前記第４のワイヤ（２２、２３，２４，２５）は前記第２の平面（２０）内に前記第２のワイヤメッシュ（２６）を形成するように、交点（２２−２３、２３−２４、２４−２５）において互いに、かつ第２のワイヤメッシュ（２６）の前記第３のワイヤ（１５、１６、１７、１８）の交点（１５−１６、１６−１７、１７−１８）と交差して、交点（１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５）を形成することを特徴とする、方法。
【請求項１１】
別のワイヤ（３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’；３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記ｘ方向およびｙ方向において前記平面（１、２０）内に編みこまれることを特徴とする、請求項１０に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体を製造するための方法。
【請求項１２】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５；３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’；３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記ワイヤの交点（３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５；３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’、３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’、４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’、５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’、５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’；３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”、３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”、４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”、５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”、５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”）の１つまたは複数で接合技術を用いて接続されることを特徴とする、請求項１０に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体を製造するための方法。
【請求項１】
互いに接続され、かつ３次元空間で交差して複数のセルを形成する複数のワイヤからなる軽量の３次元ワイヤ構造体において、
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が螺旋状に巻かれており、それと同時に、平面（１）において、その軸線（２）を中心として互いに平行に延びる複数の第１の螺旋ワイヤ（３、４、５、６）は、交点（３−４、４−５、５−６）で交差することにより第１のワイヤメッシュ（７）を形成するように展開し、それがｘ方向およびｙ方向に接続され、ここで、隣接する２つのワイヤは一巻き毎に１つの交点（３−４、４−５、５−６）によって接続され、
さらに、その軸線（８）を中心として互いに平行に延びる複数の第２の螺旋ワイヤ（９、１０、１１、１２）は、前記第１のワイヤ（３、４、５、６）の前記軸線（２）に対して横方向に設けられ、前記第２のワイヤ（９、１０、１１、１２）が前記平面（１）内に第２のワイヤメッシュ（１３）を形成するように、交点（９−１０、１０−１１、１１−１２）において互いに、および前記第１のワイヤメッシュ（７）の前記ワイヤ（３、４、５、６）の前記交点（３−４、４−５、５−６）と、交点（３−４−９−１０、３−４−１１−１２、４−５−１０−１１、５−６−９−１０、５−６−１１−１２）で、交差し、
その軸線（１４）を中心として互いに平行に延びる複数の第３の螺旋ワイヤ（１５、１６、１７、１８）は、前記平面（１）に対してｚ方向に変位されて設けられ、前記第３のワイヤが互いに交差し、かつ前記平面（１）の前記第２のワイヤが１つおきに交差されるような方法で前記第３のワイヤに対して横方向にオフセットされた平面（１）の前記ワイヤ（９、１０、１１、１２）とも交差し、
その軸線（２１）を中心として互いに平行に延びる複数の第４の螺旋ワイヤ（２２、２３、２４、２５）は、前記第３のワイヤ（１５、１６、１７、１８）の前記軸線（１４）に対して横方向に設けられ、前記第４のワイヤ（２２、２３、２４、２５）が、第２の平面（２０）内に第２のワイヤメッシュ（２６）を形成するように、それらの交点（２２−２３、２３−２４、２４−２５）において互いに、および前記平面（２０）の第１のワイヤメッシュ（１９）の前記ワイヤ（１５、１６、１７、１８）の前記交点（１５−１６、１６−１７、１７−１８）と、交点（１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５）で、交差する
ことを特徴とする、軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項２】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、金属材料または非金属材料から製造されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項３】
異なる材料から製造されるワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、前記平面（１、２０）の１つおよび／または複数に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項４】
前記個々の平面（１、２０）の前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、同一または異なる幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項５】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）の前記幾何学的形状が、円形、三角形、長方形または多角形の断面として実現されることを特徴とする、請求項４に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項６】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、中実材料または中空材料から製造されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項７】
異なる長さのワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５）が、部分的に、前記平面（１、２０）の１つおよび／または複数に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項８】
別のワイヤ（３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’および／または３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記平面（１、２０）の１つおよび／または複数において前記ｘ方向およびｙ方向に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項９】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５；３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’；３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記ワイヤの交点（３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５；３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’、３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’、４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’、５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’、５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’；３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”、３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”、４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”、５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”、５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”）の１つまたは複数で接合技術を用いて互いに接続されることを特徴とする、請求項１に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体。
【請求項１０】
軽量の３次元ワイヤ構造体を製造するための方法において、
２つのワイヤメッシュ（７、１３）から平面（１）を形成するために、
− その軸線（２）を中心として互いに平行に延びる第１の螺旋巻きワイヤ（３、４、５、６）が、隣接する２つのワイヤが一巻き毎に交点（３−４、４−５、５−６）を介して接続されるように、ｘ方向に互いに編まれ、
− その軸線（８）を中心として互いに平行に延びる複数の第２の螺旋ワイヤ（９、１０、１１、１２）が、前記第１のワイヤ（３、４、５、６）の前記軸線（２）に対して横方向に、前記第１のワイヤ（３、４、５、６）の前記第１のワイヤメッシュ（７）内に編みこまれ、そして２つのワイヤメッシュ（１９、２６）から第２の平面（２０）を形成するように、
− 前記ワイヤメッシュ（７、１３）の前記平面（１）に対してｚ方向への変位が行われた後に、軸線（１４）を中心として互いに平行に延びる複数の第３の螺旋ワイヤ（１５、１６、１７、１８）が、互いに交差し、かつ前記第３の螺旋ワイヤに対して横方向にオフセットされた前記平面（１）の前記第２のワイヤ（９、１０、１１、１２）とも交差し、前記平面（１）の前記第２のワイヤ（９、１０、１１、１２）が１つおきに交差されるように編みこまれ、それと同時に、前記第１のワイヤメッシュ（１９）が前記第２の平面（２０）内に形成され、さらに
− その軸線（２１）を中心として互いに平行に延びる複数の第４の螺旋ワイヤ（２２、２３、２４、２５）が、前記第３のワイヤ（１５、１６、１７、１８）の前記軸線（１４）に対して横方向に編みこまれ、前記第４のワイヤ（２２、２３，２４，２５）は前記第２の平面（２０）内に前記第２のワイヤメッシュ（２６）を形成するように、交点（２２−２３、２３−２４、２４−２５）において互いに、かつ第２のワイヤメッシュ（２６）の前記第３のワイヤ（１５、１６、１７、１８）の交点（１５−１６、１６−１７、１７−１８）と交差して、交点（１５−１６−２２−２３、１５−１６−２４−２５、１６−１７−２３−２４、１７−１８−２２−２３、１７−１８−２４−２５）を形成することを特徴とする、方法。
【請求項１１】
別のワイヤ（３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’；３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記ｘ方向およびｙ方向において前記平面（１、２０）内に編みこまれることを特徴とする、請求項１０に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体を製造するための方法。
【請求項１２】
前記ワイヤ（３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、２２、２３、２４、２５；３’、４’、５’、６’、９’、１０’、１１’、１２’、１５’、１６’、１７’、１８’、２２’、２３’、２４’、２５’；３”、４”、５”、６”、９”、１０”、１１”、１２”、１５”、１６”、１７”、１８”、２２”、２３”、２４”、２５”）が、前記ワイヤの交点（３−４−１１−１２−１５−１６−２４−２５、３−４−９−１０−１５−１６−２２−２３、４−５−１０−１１−１６−１７−２３−２４、５−６−９−１０−１７−１８−２２−２３、５−６−１１−１２−１７−１８−２４−２５；３’−４’−１１’−１２’−１５’−１６’−２４’−２５’、３’−４’−９’−１０’−１５’−１６’−２２’−２３’、４’−５’−１０’−１１’−１６’−１７’−２３’−２４’、５’−６’−９’−１０’−１７’−１８’−２２’−２３’、５’−６’−１１’−１２’−１７’−１８’−２４’−２５’；３”−４”−１１”−１２”−１５”−１６”−２４”−２５”、３”−４”−９”−１０”−１５”−１６”−２２”−２３”、４”−５”−１０”−１１”−１６”−１７”−２３”−２４”、５”−６”−９”−１０”−１７”−１８”−２２”−２３”、５”−６”−１１”−１２”−１７”−１８”−２４”−２５”）の１つまたは複数で接合技術を用いて接続されることを特徴とする、請求項１０に記載の軽量の３次元ワイヤ構造体を製造するための方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１２−５１３９０１（Ｐ２０１２−５１３９０１Ａ）
【公表日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４２６７５（Ｐ２０１１−５４２６７５）
【出願日】平成２１年１２月２９日（２００９．１２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００９／００１８３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７５８５３
【国際公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５１１１５７７９０）キーゼルシュタイン ゲーエムベーハー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２９日（２００９．１２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００９／００１８３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７５８５３
【国際公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５１１１５７７９０）キーゼルシュタイン ゲーエムベーハー (1)
【Ｆターム（参考）】
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