JP2000507890A - 伸縮性部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 伸縮性シート部材は第一状態と第二状態との間で構成可能である。第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態（１．１）であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態（１．２）である。該部材は、伸長時に内部応力を生じる素材から全体的または部分的に形成され、これらの応力が第二軸に対して斜めに作用して部材を第二状態に偏倚させる。多くの実施態様では、これらの応力は、該部材の構造の一部を形成する繊維によって生成される。該部材は、該第一状態と第二状態の間を可逆的に構成可能であることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 伸縮性部材 本発明は、伸縮性部材および伸縮性部材の製造方法に関する。 本発明の第一態様では、第一状態と第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態 （coiled state）であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす 第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態（extended state）であり、該部材は 、第一および／または第二軸に対してある角度で傾斜する方向の引張り強さおよ び／または圧縮強さが、素材の幾何学的および／または分子構造のために、これ らの軸の方向より強い素材から全体的および／または部分的に形成されるので、 該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、この引張り強さおよ び／または圧縮強さの格差のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が 発生し、該部材が第二状態に偏倚することを特徴とする伸縮性シート部材を提供 する。この格差は、全体的あるいは部分的に、部材構造内の繊維の存在に由来す るものであり、そうした繊維は該部材の一部分を構成している。 本発明の第二態様では、第一状態と第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態 で、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行 に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれと平行として複 数の交差繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間の角度をなし ているので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、前記交 差繊維のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生して該部材が第 二状態に偏倚することを特徴とする伸縮性シート部材を提供する。 該部材は、第一状態と第二状態の間で可逆的に構成可能であることが望ましい 。 該部材は、弾性的であることが望ましい。 該交差繊維は、基板の片面に設けることができる。代替的に、該交差繊維は、 基板の両面に設けることもできる。 該繊維は、基板内に埋め込むことができる。 該基板は、弾性的であることが好ましい。 該繊維の少なくとも一部は、編成、織成、および／または一連の薄層として形 成される。 該繊維の集団を、第一軸に対して各々異なる角度で設けることができる。 該繊維は第一軸に対して様々な角度をなすことができ、前記角度は、該部材に 対して横方向および縦方向に変化する。 該部材は、該部材の選択された一部分のみに繊維を含み、該部材のその他の部 分は繊維を含まないように構成することができる。 場合によっては、該部材が第二状態にあるときに、該部材の相対する端部を解 放可能に係止する手段を設けることが有利である。そうした手段として、例えば クリップ、噛み合い歯（interlocking tooth）、ジッパー等がある。相対する端 部は、代替的に、例えば溶接または接着剤によって永久的に固定することもでき る。 本発明の第三態様では、第一および第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材の製造方法において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた 渦巻き状態であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸 に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれ と平行して複数の交差繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間 の角度をなしているので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたと きに、前記交差繊維のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生し て該部材は第二状態に偏倚（バイアス）し、前記方法は、 基板となる第一層および前記繊維から成る第二層に加熱手段上を通過させ、そ れにより前記第一層を加熱して前記第一層と第二層を一つに接合させる段階と、 その後、前記接合された第一および第二層を加圧して、渦巻き状態の前記部材 を生成する段階と、 によって構成されることを特徴とする製造方法を提供する。 本発明の第四態様では、第一および第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材の製造方法において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた 渦巻き状態であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸 に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれ と平行して複数の交差繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間 の角度をなしているので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたと きに、前記交差繊維のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生し て該部材は第二状態に偏倚し、前記方法は、 基板となる層であって、内部に前記繊維が埋め込まれた層を加圧して、渦巻き 状態の前記部材を生成する段階、 によって構成されることを特徴とする製造方法を提供する。 次に、本発明の実施態様を、添付の図面に関連する実施例によって説明する。 第１図は、本発明の部材の一例の斜視図である。 第２図は、本発明の原理を説明する線図である。 第３図ないし第６図は、本発明の別の実施例を示す。 第７図は、本発明の部材を製造するデバイスの略側面図である。 一実施態様では、本発明は、湾曲されて発生点から先に伸長し（curved to e xtend beyond its point of origin）、螺旋または渦巻きを形成するリボン状の 弾性部材の形態を取り、渦巻きを解くと、リボンを作っている素材内部の内部応 力の結果、第二の方向に湾曲する。該応力は、全体的あるいは部分的に、伸長の 作用（act of extension）により生じるものである。前記第二湾曲形態は、弧状 、管状、または複合的湾曲部とすることができる。前記第二湾曲形態は、リボン が外部手段によって渦巻きを解かれた状態に拘束されかどうかによって、一時的 形態、または外部の力を加えなければ元の渦巻きまたは螺旋形態に戻らない前記 リボンの第二安定形状のいずれかとすることができる。第１図は、コイルが伸長 して管を形成するそうしたデバイスの一例を示す。渦巻き１．１は平坦な外側自 由端を有し、これが渦巻き本体から引き離されると自然に管１．２を形成する。 多数の工業的実務分野では、リニアアクチュエータを形成するため、あるいは 湾曲した部材や中空部材を輸送や貯蔵のために圧縮するために、部材を伸長した 後で収縮させることが可能であることが望ましく、あるいは例えば水道管や電線 管など、こうした部材が長さの短い形態で供給され、使用現場で結合される。本 発明は、同様の効果を達成できる伸縮継ぎ手や結合システムのような従来の手段 に代わるものを提供する。本発明はまた、渦巻きを解かれた形態のときには実質 的に自立することができるが、ベルトをその行程に沿って巻き戻すためにローラ 上を通過させる場合には渦巻き形状に戻すことのできるコンベアベルトのような デバイスの製造に利用することができる。 本発明は、以下で説明するように、繊維から形成される部材の一部を形成する 繊維によって、リボンを第二形状に変化させるように作用する。 第２．１図に示すように、織成または編成された繊維２の一片をその織目方向 からある角度をなす方向に沿って延伸すると、第２．２図に示すように、前記延 伸に垂直の方向に収縮することが知られている。したがって、本発明の一実施態 様は、渦巻きを解いたときに内側面の繊維が延伸されて渦巻きを解く方向に対し て垂直の方向に収縮が発生するように、渦巻き状の弾性基板の一片の表面の一側 縁部または両側縁部にそうした繊維を被覆することによって達成することができ る。この収縮により、弾性部材はこの方向、つまり元の湾曲に対して垂直の方向 に湾曲させられる。同時に、外側面の繊維は湾曲の元の軸に沿って圧縮される傾 向にあり、部材に第二湾曲方向の力が加わると、今度はこの元の湾曲に対抗する 傾向の力を生じるように作用する。 そうした繊維を母材内に埋め込んで繊維強化複合材を形成すると、下にある弾 性基板を必要とせずに同様の効果が現われ、複合材が自ずから部材を形成し、繊 維は上述の通り織成または編成された材料の形態を取るか、あるいは一連の薄層 として配設することができ、母材はこれらをまとめて単一の要素を形成するよう に作用する。こうした複合部材では、曲げの中立軸の凹側の層内の力は上述のよ うに作用し、応力が加わって引張り力を生じ、第二湾曲が形成される。しかし、 曲げの中立軸の凸側にある繊維は前述の通り圧縮され、母材内部で反ることがで きないため、単に第二湾曲の開始結果として作用するのではなく、第二湾曲の方 向の力を母材に与え、元の湾曲した形態を直ちにまっすぐに伸ばすように作用す る。したがって、こうしたデバイスは、繊維を渦巻きの自然曲率の方向に対して 斜めの最小限２つの方向に配置するように織成または編成した複合材で構成する ことができる。複合物で構成することができ、繊維は、コイルの元の湾曲方向に 角度を有した最低２つの方向に設けられる。また、同様の性質の層、または自然 に第二湾曲を形成する性向を持たず、斜めに交差する繊維層の作用の結果として そうさせることができる弾性材料の層をさらに追加することができる。 湾曲軸に対する角度、部材を第二形態にさせる層内の繊維の弾性、部材に含め ることができるその他の層の弾力性、および繊維が埋め込まれた母材を使用する 場合におけるそうした母材材料の弾性によって、第二形態は、一時的なものであ って元の湾曲をまっすぐに伸ばすために何らかの外部抑制を加えられる間だけそ の形状を維持するか、あるいは完全に安定した第二形状を形成し、第二湾曲をま っすぐに伸ばすために外部力が加えられて元の形状が再確立されるまで元の湾曲 には戻らないようにすることができる。 この効果は、繊維の引張り弾性率および／または圧縮弾性率が、繊維を埋め込 んだ母材のそれより高いかまたは低いために生じるものであり、母材と繊維の引 張り弾性率および／または圧縮弾性率が同一であれば、この効果は生じない。単 一の素材とみなすと、この効果は、渦巻きが形成される軸および／または部材が 伸長する軸の方向における素材の引張り強さおよび／または圧縮強さが、これら の軸に対して斜めの方向より低いために生じると考えることができる。斜めの方 向とは、繊維を被覆した弾性材料または繊維強化複合材から形成される弾性材料 を利用する実施態様では、そうした繊維が配設されている方向である。したがっ て、本発明の一実施態様は、繊維強化複合材の場合のように素材の幾何学的構造 の結果、または素材の分子構造の結果のいずれかとして、これらの特性を示すい かなる素材からでも形成することができる。 この結果を生じさせる幾何学的構造を持つ素材の別の例として、一連の中空管 状溝が部材の支持体内に、繊維強化複合材を利用した実施態様で説明した繊維と 同じ方向に走る弾性部材がある。この溝は、外部環境に対し開放するか、ガスま たは流体を充満するか、あるいは排出することができる。本明細書では、その結 果得られる材料は、引張り弾性率または圧縮弾性率が母材より低い繊維を含む材 料に匹敵するものと考えることができる。 ここに述べる伸縮性部材の設計に関するすべての議論は、そうした伸縮性部材 の構造の全部または一部を構成する素材が、その分子構造または幾何学的構造の 結果として、上述の効果を示す場合には、そうした素材の使用に対しても適用さ れると考えるべきである。 繊維、素材の分子構造、および例えば管状溝の存在などその他の幾何学的構造 の効果を、任意の目的に対して適切であることが立証できる任意の組合せで、単 一のデバイス内で組み合わせることができる。 この効果を生じる素材が二方向に伸長するパンタグラフのように多数のはさみ 状結合を含んでいると考えると、おそらくこの効果は、完全ではないにしても、 最も明瞭に理解することができる。したがって、こうした結合から成るシートを 一方向に伸長すると、前記伸長に対して垂直方向に収縮し、一方向に圧縮すると 、前記圧縮に対して垂直方向に伸長することが、理解されるであろう。 多くの状況では、使用時に部材の強度を高めるために、こうした部材の両縁部 を相互に一時的に接合する何らかの手段を備えることが望ましく、これは、例え ば、ある形状のクリップ、噛み合い歯、ジッパー、またはその他の手段によって 達成することができる。 他の状況では、部材を伸長した後、部材の両縁部を永久的に接合することが望 ましい場合がある。これは、例えば溶接作業、接着剤、あるいは密接に密閉され た中空構造を提供するその他の手段によって達成することができる。 元の形態を形成する渦巻きまたは螺旋の断面が平坦である場合には、第二形態 は通常元の湾曲方向に沿ってまっすぐに伸長し、まっすぐな弧状、複合形状、ま たは管状またはその他の中空の部材を形成する。しかし、例えば第３．１図に示 すように、元の渦巻きまたは螺旋が湾曲して形成され、一方または両方の縁部が 渦巻きまたは螺旋の中央部より長い場合には、部材は、第３．２図に示すように 、元の湾曲軸に沿って湾曲し、長い方の縁部または両縁部が該湾曲の外側を形成 するような第二形態を取る。 第４．１図に示すように、元の渦巻きまたは螺旋が、中央部が縁部より長くな るように形成されている場合には、部材は、第４．２図に示すように、元の湾曲 軸に沿って湾曲し、縁部が該湾曲の内側を形成するような第二形態を取る。 一般的に、部材が渦巻きの軸に沿って渦巻きの直径に差違があるような第一形 態に形成されている場合、結果的に生じる第二形態はこの性質の湾曲を呈する。 部材の当初の形態が一定の湾曲であり、第２湾曲を形成するように作用する層 （単数または複数）内の繊維の角度がその長さに沿って同じに維持される場合、 第二形態は、一定の半径および断面を有するものとなる。所望すれば、第二形態 の半径および断面は、第二湾曲を形成するように作用する層内の繊維の角度を調 整するか、あるいは元の渦巻きまたは螺旋の曲率半径をその長さに沿って変化さ せることによって、長さに沿って変化されることができる。 複合的湾曲は、第二湾曲を形成する層内部の繊維の角度を変えることによって 、あるいは形成されるリボンの一部分だけにそうした繊維を含めることによって 、生成することができる。したがって、第５図に例示するように、弾性部材の両 縁に沿った弾性部材のひも状部分５．１にそうした繊維を使用し、５．２の部分 を第二湾曲を形成する傾向を持たない弾性素材で形成することにより、リボンは 第６図に示すような断面の第二複合湾曲を形成する。 これらの一般原理を適用することにより、ほとんど数限りない種類のこのよう な複合的かつ可変的な第二湾曲を形成することが可能である。 本発明の好適な実施態様およびその製造手段について、以下で説明する。 適切な機械的特徴を有する素材を使用して、母材を形成することができる。触 媒的にまたは熱的に硬化可能なエポキシ、ポリエステル、フェノール、およびウ レタン母材はおそらく最も一般的な複合母材であるが、金属母材を利用すること もできる。現在までの実験データが示すところによると、熱可塑性母材材料を、 ガラス、アラミド、ポリエステル、炭素繊維、金属繊維、高密度ポリエチレン繊 維、および液晶ポリマーをはじめとする一連の強化繊維と組み合わせることによ り、最良の結果が得られる。良好な結果を示した熱可塑性母材材料として、ポリ プロピレン、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ、ポリアミド、ポリエチレン、ＡＢＳお よび熱可塑性ウレタンがある。ポリエチレン母材内の高密度ポリエチレン繊維や 同一ポリマーの母材内の液晶ポリマーなどの材料は、化学組成は均一であるが、 母材と強化材とが実質的に異なる性質を持つより正統的な種類の繊維強化複合材 と機械的に類似しているので、ここで述べるデバイスの製造では繊維強化複合材 とみなすべきである。 ここに述べる種類のデバイスを別個の繊維と熱可塑性材料から単一の工程で製 造できない理由は何もないが、市販されている多くの製品は、熱と圧力を加える ことによって処理するのに適した材料に母材および強化材を結合して、デバイス を形成する。一般的には３種類がある。第一のものは、熱可塑性プラスチックが 強化材混合糸として組み込まれるか、別個の繊維として織物に含まれるか、また は強化繊維の表面に被覆された織成、編成、または編組（bralded）材料である 。このうち最もよく知られているのは、織布および混合糸の形態でヴェトレテッ クス社（Vetretex Ltd.）からツインテックス（Twintex）の商品名で市販されて いるものである。二番目の材料もまた、混合糸から、または別個の繊維または被 覆繊維を包含することによって形成されるが、この場合、繊維は平坦な単層とし て配設され、その後縫合または編成によってひとまとめに保持されて単一の多層 状素材を形成し、繊維の配向および層の数は、任意の目的によって指定すること ができる。この種の材料もまたヴェトレテックス社およびターナー・ネウオール （Turner Newall）の一部門であるテック・テキスタイル社（Tech Textiles L td.）により製造されている。第三種の素材は、繊維が母材に予め固結（pre-con solidated）されている、単方向にプルトルード(pulltrude)された強化テープで 構成される。これらのテープは切断し、次いで所望の内部構造を形成するように 組み立てた後、圧力下で加熱して母材を再溶融し、こうして最終完成部品を形成 する。 この種の材料はスタトイル社(Statoil Ltd.)の子会社であるボリアリス社（B orealis Ltd.）によりプライトロン（Plytron）という商品名で、またベイコン プ社（Baycomp Ltd.）からも様々な種類の母材および強化部のものが製造されて いる。 一般的に、伸長した状態のデバイスの曲率半径が２５ｍｍを超える場合、プル トルード(pulltrude)され予め固結されたテープを使用したときに最良の結果が 達成された。この半径以下では、形態間の遷移の内部応力が低いために、織成、 編成、または編組された材料がより良い結果を生む傾向にある。 所望するならば、製造時に上記材料の一つまたはそれ以上を任意に組み合わせ て利用することができる。所望するならば、確実に接着できることを前提として 、二つ以上の母材を同一デバイスで使用することができる。 第７図は、上記のような種類の素材から成る１つ以上のリボン７．１、または 母材として使用するのに適した熱可塑性プラスチックと強化材の両方から成る層 を示し、強化材の角度は所望の二次湾曲が形成されるように設定されている。典 型的な層（lay）は、例えば成形ローラ（fomling roller）７．３の軸に対して プラス５５°マイナス５５°、９０°、プラス５５°、マイナス５５°の角度に 配置された５層のプルトルード(pulltrude)されたテープで構成することができ る。これらは、熱源７．２内を通過させることによって母材材料の融点まで加熱 され、その後、所望の渦巻きまたは螺旋を形成するために必要な直径および形状 の冷却ローラ７．３を通過させながらローラ７．４で圧力を掛けて連続したリボ ンを形成し、このリボンは、所望の長さになるまで渦巻きとして累積することが できる。この種の工程は、図に示すように連続的でもよく、あるいは材料を前進 させ、段階的に溶融し、その後で鋳型により前者をプレス加工して外形を形成し 、溶融された材料が冷却された後でこの工程を繰り返す断続的な工程とすること もできる。超音波によって材料を溶融する手段を利用することもできる。予め固 結された原料を使用するときには、表面溶融を行なう必要がなく、素材を表面か ら溶融する場合より低い温度で成形ローラおよび鋳型を運転させることができる ので、処理能力の速度を高めることができる。 予め固結させた材料を使用するときには、母材を完全に溶融させる必要はない 。必要なことは、湾曲を最終的な渦巻きに設定するために、結合性の高い溶接を 層間に形成するだけである。これは、超音波を使用することによって、あるいは 個々の材料のリボンを、それらの表面だけが溶融するような速度で多数の熱源に 通過させ、その後、冷却されて巻き戻され累積渦巻きの最終製品ができるまで、 ローラまたは金型で充分にまとめて圧縮することによって、達成することができ る。これは、前述の通り、連続的に、または断続的に実行することができる。多 くの場合、母材と同一の素材か、または母材と接着する他の素材の熱可塑性プラ スチックの薄膜を含むことが望ましい。この溶接処理の利点は、製造速度が高く 、エネルギコストが低いことである。同じ結果は、予め固結された層を十分な結 合性で結合することができる溶接以外の手段によって達成することもできる。 層（lay）によっては、特にほとんどまたは全体的に層状強化材から成る場合 には、巻かれたときには斜めに偏るコイルになる傾向を示し、伸長したときには 軸に沿って回転することに注意されたい。これは、強化材の軸を成形軸に対して 非対称にすることによって、または材料を成形軸に対して、大きさは偏り角度と 同じであるが反対方向の角度で通過させることによって、対処することができる 。こうすることにより、成形軸に沿ってロールし、前記成形軸に対して直交方向 に伸長する最終製品が生成される。 この技術を適用できる多数の用途として、ケーブルダクト、水道管、下水管、 灌漑排水管、石油やガスまたは井戸水用のドリル穴のライニング、伸縮可能なハ ンドルおよびプローブ、収縮可能なオーニングまたは車両用フード、巻上げ式梯 子、アクチュエータ、アンテナ支柱、カメラマウント、マイクロホンのブーム、 照明用支柱、コンベアベルト、遠隔通信またはコンピュータ用ケーブルダクト、 テント用ポール、一時的に湾曲した構造物、検査用ポール、その他の測定装置、 ストレチャーなどが挙げられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年４月９日（１９９８．４．９） 【補正内容】 明細書 伸縮性部材 本発明は、伸縮性部材および伸縮性部材の製造方法に関する。 ＷＯ−Ａ−８８／０８６２０は、渦巻き状態（coiled state）と伸長状態 （extended state）との間で可逆的に構成可能な素子を開示している。ここに記 載された一実施態様におけるこの素子は、伸長状態に偏る傾向のある層に対し、 素子の再構成中に塑性変形を受ける層を接合して成る。ここに記載された別の実 施態様におけるこの素子は、伸長状態に偏る傾向のある層に対し、長手方向に伸 長する繊維を備えた層を接合して成り、該繊維が第二層に渦巻き状態に偏る傾向 を与える。 本発明の第一態様では、第一状態と第二状熊の間で構成可能な伸縮性シート部 材において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態 であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に 平行に伸長する伸長状態であり、該部材は、第一および／または第二軸に対して ある角度で傾斜する方向の引張り強さおよび／または圧縮強さが、素材の幾何学 的および／または分子構造のために、軸の方向より強い素材から全体的および／ または部分的に形成されるので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長さ せたときに、引張り強さおよび／または圧縮強さの格差のために第二軸に対して ある角度をなす方向に収縮が発生し、該部材が第二状態に偏倚することを特徴と する伸縮性シート部材を提供する。 この格差は、全体的あるいは部分的に、部材構造内の繊維の存在に由来するも のであり、そうした繊維は該部材の一部分を形成している。したがって、この素 子は部材の一部分を形成する繊維により構成することことができ、この繊維は、 第一軸および／または第二軸の方向の引張り強さおよび／または圧縮強さに比較 して、該軸に対してある角度をなす方向の引張り強さおよび／または圧縮強さに 格差が生じるように配設される。 本発明の第二態様では、第一状態と第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態 で、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行 に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれと平行として複 数の交差繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間の角度をなし ているので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、前記交 差繊維のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生して該部材が第 二状態に偏倚することを特徴とする伸縮性シート部材を提供する。 該部材は、弾性的であることが望ましい。 該繊維は、基板の片面に設けることができる。代替的に、該繊維は、基板の両 面に設けることもできる。 該繊維は、基板内に埋め込むことができる。 該基板は、弾性的であることが好ましい。 該繊維の少なくとも一部は、編成、織成、および／または一連の薄層として形 成される。 該繊維の集団を、第一軸に対して各々異なる角度で設けることができる。 該繊維は第一軸に対して様々な角度をなすことができ、前記角度は、該部材に 対して横方向および縦方向に変化する。 該部材は、該部材の選択された一部分のみに繊維を含み、該部材のその他の部 分は繊維を含まないように構成することができる。 第二状態への遷移は、部材を形成している素材内部の管状溝の存在によって、 全体的または全体的に惹起され、該溝は第二軸に対してある角度をなす部材の面 に実質的に平行に走っている。 該部材は、該第一状態と第二状態との間で可逆的に構成可能であることが望ま しい。 場合によっては、該部材が第二状態にあるときに、該部材の相対する端部を解 放可能に係止する手段を設けることが有利である。そうした手段として、例えば クリップ、噛み合い歯（interlocking tooth）、ジッパー等がある。相対する端 部は、代替的に、例えば溶接または接着剤によって永久的に固定することもでき る。 本発明の第三態様では、第一および第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材の製造方法において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた 渦巻き状態であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸 に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれ と平行して複数の交差繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間 の角度をなしているので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたと きに、前記交差繊維のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生し て該部材は第二状態に偏倚（バイアス）し、前記方法は、 基板となる第一層および前記繊維から成る第二層に加熱手段上を通過させ、そ れにより前記第一層を加熱して前記第一層と第二層を一つに接合させる段階と、 その後、前記接合された第一および第二層を加圧して、渦巻き状態の前記部材 を生成する段階と、 によって構成されることを特徴とする製造方法を提供する。 ３つ以上の層を加熱手段上に通過させてひとつに接合させ、その後、該接合さ れた層を加圧することができる。 本発明の第四態様では、第一および第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部 材の製造方法において、第一状態とは該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた 渦巻き状態であり、第二状態とは該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸 に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれ と平行して複数の交差繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間 の角度をなしているので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたと きに、前記交差繊維のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生し て該部材は第二状態に偏倚し、前記方法は、 基板となる層であって、内部に前記繊維が埋め込まれた層に熱および／または 圧を加えて、渦巻き状態の前記部材を生成する段階、 によって構成されることを特徴とする製造方法を提供する。 次に、本発明の実施態様を、添付の図面に関連する実施例によって説明する。 第１図は、本発明の部材の一例の斜視図である。 第２図は、本発明の原理を説明する線図である。 第３図ないし第６図は、本発明の別の実施例を示す。 第７図は、本発明の部材を製造するデバイスの一例の略側面図である。 一実施態様では、本発明は、湾曲されて発生点から先に伸長し（curved to extend beyond its point of origin）、螺旋または渦巻きを形成するリボン状 の弾性部材の形態を取り、渦巻きを解くと、リボンを作っている素材内部の内部 応力の結果、第二の方向に湾曲する。該応力は、全体的あるいは部分的に、伸長 の作用（act of extension）により生じるものである。前記第二湾曲形態は、弧 状、管状、または複合的湾曲部とすることができる。前記第二湾曲形態は、リボ ンが外部手段によって渦巻きを解かれた状態に拘束されかどうかによって、一時 的形態、または外部の力を加えなければ元の渦巻きまたは螺旋形態に戻らない前 記リボンの第二安定形状のいずれかとすることができる。第１図は、コイル１． １が伸長して管１．２を形成するそうしたデバイスの一例を示す。渦巻き１．１ は平坦な外側自由端を有し、これが渦巻き本体から引き離されると自然に管１． ２を形成する。 多数の工業的実務分野では、リニアアクチュエータを形成するため、あるいは 湾曲した部材や中空部材を輸送や貯蔵のために圧縮するために、部材を伸長した 後で収縮させることが可能であることが望ましく、あるいは例えば水道管や電線 管など、こうした部材が長さの短い形態で供給され、使用現場で結合される。本 発明は、同様の効果を達成できる伸縮継ぎ手や結合システムのような従来の手段 に代わるものを提供する。本発明はまた、渦巻きを解かれた形態のときには実質 的に自立することができるが、ベルトをその行程に沿って巻き戻すためにローラ 上を通過させる場合には渦巻き形状に戻すことのできるコンベアベルトのような デバイスの製造に利用することができる。 本発明は、以下で説明するように、繊維から形成される部材の一部を形成する 繊維によって、リボンを第二形状に変化させるように作用する。 第２．１図に示すように、織成または編成された繊維２の一片をその織目方向 からある角度をなす方向に沿って延伸すると、第２．２図に示すように、前記延 伸に垂直の方向に収縮することが知られている。したがって、本発明の一実施態 様は、渦巻きを解いたときに内側面の繊維が延伸されて渦巻きを解く方向に対し て垂直の方向に収縮が発生するように、渦巻き状の弾性基板の一片の表面の一側 縁部または両側縁部にそうした繊維を被覆することによって達成することができ る。この収縮により、弾性部材はこの方向、つまり元の湾曲に対して垂直の方向 に湾曲させられる。同時に、外側面の繊維は湾曲の元の軸に沿って圧縮される傾 向にあり、部材に第二湾曲方向の力が加わると、今度はこの元の湾曲に対抗する 傾向の力を生じるように作用する。 そうした繊維を母材内に埋め込んで繊維強化複合材を形成すると、下にある弾 性基板を必要とせずに同様の効果が現われ、複合材が自ずから部材を形成し、繊 維は上述の通り織成または編成された材料の形態を取るか、あるいは一連の薄層 として配設することができ、母材はこれらをまとめて単一の要素を形成するよう に作用する。こうした複合部材では、曲げの中立軸の凹側の層内の力は上述のよ うに作用し、応力が加わって引張り力を生じ、第二湾曲が形成される。しかし、 曲げの中立軸の凸側にある繊維は前述の通り圧縮され、母材内部で反ることがで きないため、単に第二湾曲の開始結果として作用するのではなく、第二湾曲の方 向の力を母材に与え、元の湾曲した形態を直ちにまっすぐに伸ばすように作用す る。したがって、こうしたデバイスは、繊維を渦巻きの自然曲率の方向に対して 斜めの最小限２つの方向に配置するように織成または編成した複合材で構成する ことができる。複合物で構成することができ、繊維は、コイルの元の湾曲方向に 角度を有した最低２つの方向に設けられる。また、同様の性質の層、または自然 に第二湾曲を形成する性向を持たず、斜めに交差する繊維層の作用の結果として そうさせることができる弾性材料の層をさらに追加することができる。 湾曲軸に対する角度、部材を第二形態にさせる層内の繊維の弾性、部材に含め ることができるその他の層の弾力性、および繊維が埋め込まれた母材を使用する 場合におけるそうした母材材料の弾性によって、第二形態は、一時的なものであ って元の湾曲をまっすぐに伸ばすために何らかの外部抑制を加えられる間だけそ の形状を維持するか、あるいは完全に安定した第二形状を形成し、第二湾曲をま っすぐに伸ばすために外部力が加えられて元の形状が再確立されるまで元の湾曲 には戻らないようにすることができる。 この効果は、繊維の引張り弾性率および／または圧縮弾性率が、繊維を埋め込 んだ母材のそれより高いかまたは低いために生じるものであり、母材と繊維の引 張り弾性率および／または圧縮弾性率が同一であれば、この効果は生じない。単 一の素材とみなすと、この効果は、渦巻きが形成される軸および／または部材が 伸長する軸の方向における素材の引張り強さおよび／または圧縮強さが、これら の軸に対して斜めの方向より低いために生じると考えることができる。斜めの方 向とは、繊維を被覆した弾性材料または繊維強化複合材から形成される弾性材料 を利用する実施態様では、そうした繊維が配設されている方向である。したがっ て、本発明の一実施態様は、繊維強化複合材の場合のように素材の幾何学的構造 の結果、または素材の分子構造の結果のいずれかとして、これらの特性を示すい かなる素材からでも形成することができる。 この結果を生じさせる幾何学的構造を持つ素材の別の例として、一連の中空管 状溝が部材の支持体内に、繊維強化複合材を利用した実施態様で説明した繊維と 同じ方向に走る弾性部材がある。この溝は、外部環境に対し開放するか、ガスま たは流体を充満するか、あるいは排出することができる。本明細書では、その結 果得られる材料は、引張り弾性率または圧縮弾性率が母材より低い繊維を含む材 料に匹敵するものと考えることができる。 ここに述べる伸縮性部材の設計に関するすべての議論は、そうした伸縮性部材 の構造の全部または一部を構成する素材が、その分予構造または幾何学的構造の 結果として、上述の効果を示す場合には、そうした素材の使用に対しても適用さ れると考えるべきである。 繊維、素材の分子構造、および例えば管状溝の存在などその他の幾何学的構造 の効果を、任意の目的に対して適切であることが立証できる任意の組合せで、単 一のデバイス内で組み合わせることができる。 この効果を生じる素材が二方向に伸長するパンタグラフのように多数のはさみ 状結合を含んでいると考えると、おそらくこの効果は、最も明瞭に理解すること ができる。したがって、こうした結合から成るシートを一方向に伸長すると、前 記伸長に対して垂直方向に収縮し、一方向に圧縮すると、前記圧縮に対して垂直 方向に伸長することが、理解されるであろう。 多くの状況では、使用時に部材の強度を高めるために、こうした部材の両縁部 を相互に一時的に接合する何らかの手段を備えることが望ましく、これは、例え ば、ある形状のクリップ、噛み合い歯、ジッパー、またはその他の手段によって 達成することができる。 他の状況では、部材を伸長した後、部材の両縁部を永久的に接合することが望 ましい場合がある。これは、例えば溶接作業、接着剤、あるいは密接に密閉され た中空構造を提供するその他の手段によって達成することができる。 元の形態を形成する渦巻きまたは螺旋の断面が平坦である場合には、第二形態 は通常元の湾曲方向に沿ってまっすぐに伸長し、まっすぐな弧状、複合形状、ま たは管状またはその他の中空の部材を形成する。しかし、例えば第３．１図に示 すように、元の渦巻きまたは螺旋が湾曲して形成され、一方または両方の縁部が 渦巻きまたは螺旋の中央部より長い場合には、部材は、第３．２図に示すように 、元の湾曲軸に沿って湾曲し、長い方の縁部または両縁部が該湾曲の外側を形成 するような第二形態を取る。 第４．１図に示すように、元の渦巻きまたは螺旋が、中央部が縁部より長くな るように形成されている場合には、部材は、第４．２図に示すように、元の湾曲 軸に沿って湾曲し、縁部が該湾曲の内側を形成するような第二形態を取る。 一般的に、部材が渦巻きの軸に沿って渦巻きの直径に差違があるような第一形 態に形成されている場合、結果的に生じる第二形態はこの性質の湾曲を呈する。 部材の当初の形態が一定の湾曲であり、第２湾曲を形成するように作用する層 （単数または複数）内の繊維の角度がその長さに沿って同じに維持される場合、 第二形態は、一定の半径および断面を有するものとなる。所望すれば、第二形態 の半径および断面は、第二湾曲を形成するように作用する層内の繊維の角度を調 整するか、あるいは元の渦巻きまたは螺旋の曲率半径をその長さに沿って変化さ せることによって、長さに沿って変化されることができる。 複合的湾曲は、第二湾曲を形成する層内部の繊維の角度を変えることによって 、あるいは形成されるリボンの一部分だけにそうした繊維を含めることによって 、生成することができる。したがって、第５図に例示するように、弾性部材の両 縁に沿った弾性部材のひも状部分５．１にそうした繊維を使用し、５．２の部分 を第二湾曲を形成する傾向を持たない弾性素材で形成することにより、リボンは 第 ６図に示すような断面の第二複合湾曲を形成する。 これらの一般原理を適用することにより、ほとんど数限りない種類のこのよう な複合的かつ可変的な第二湾曲を形成することが可能である。 本発明の好適な実施態様およびその製造手段について、以下で説明する。 適切な機械的特徴を有する素材を使用して、母材を形成することができる。触 媒的にまたは熱的に硬化可能なエポキシ、ポリエステル、フェノール、およびウ レタン母材はおそらく最も一般的な複合母材であるが、金属母材を利用すること もできる。現在までの実験データが示すところによると、熱可塑性母材材料を、 ガラス、アラミド、ポリエステル、炭素繊維、金属繊維、高密度ポリエチレン繊 維、および液晶ポリマーをはじめとする一連の強化繊維と組み合わせることによ り、最良の結果が得られる。良好な結果を示した熱可塑性母材材料として、ポリ プロピレン、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＥＫ、ポリアミド、ポリエチレン、ＡＢＳお よび熱可塑性ウレタンがある。ポリエチレン母材内の高密度ポリエチレン繊維や 同一ポリマーの母材内の液晶ポリマーなどの材料は、化学組成は均一であるが、 母材と強化材とが実質的に異なる性質を持つより正統的な種類の繊維強化複合材 と機械的に類似しているので、ここで述べるデバイスの製造では繊維強化複合材 とみなすべきである。 ここに述べる種類のデバイスを別個の繊維と熱可塑性材料から単一の工程で製 造できない理由は何もないが、市販されている多くの製品は、熱と圧力を加える ことによって処理するのに適した材料に母材および強化材を結合して、デバイス を形成する。一般的には３種類がある。第一のものは、熱可塑性プラスチックが 強化材混合糸として組み込まれるか、別個の繊維として織物に含まれるか、また は強化繊維の表面に被覆された織成、編成、または編組（braided）材料である 。このうち最もよく知られているのは、織布および混合糸の形態でヴェトレテッ クス社（Vetretex Ltd.）からツインテックス（Twintex）の商品名で市販されて いるものである。二番目の材料もまた、混合糸から、または別個の繊維または被 覆繊維を包含することによって形成されるが、この場合、繊維は平坦な単層とし て配設され、その後縫合または編成によってひとまとめに保持されて単一の多層 状素材を形成し、繊維の配向および層の数は、任意の目的によって指定すること が できる。この種の材料もまたヴェトレテックス社およびターナー・ネウオール（ Turner Newall）の一部門であるテック・テキスタイル社（Tech Textiles Lt d.）により製造されている。第三種の素材は、繊維が母材に予め固結（pre-cons olidated）されている、単方向にプルトルード(pulltrude)された強化テープで 構成される。これらのテープは切断し、次いで所望の内部構造を形成するように 組み立てた後、圧力下で加熱して母材を再溶融し、こうして最終完成部品を形成 する。 この種の材料はスタートオイル社（Statoil Ltd.）の子会社であるボリアリス 社（Borealis Ltd.）によりプライトロン（Plytron）という商品名で、またベイ コンプ社（Baycomp Ltd.）からも様々な種類の母材および強化部のものが製造さ れている。 一般的に、伸長した状態のデバイスの曲率半径が２５ｍｍを超える場合、プル トルード(pulltrude)され予め固結されたテープを使用したときに最良の結果が 達成された。この半径以下では、形態間の遷移の内部応力が低いために、織成、 編成、または編組された材料がより良い結果を生む傾向にある。 所望するならば、製造時に上記材料の一つまたはそれ以上を任意に組み合わせ て利用することができる。所望するならば、確実に接着できることを前提として 、二つ以上の母材を同一デバイスで使用することができる。 第７図は、上記のような種類の素材から成る１つ以上のリボン７．１、または 母材として使用するのに適した熱可塑性プラスチックと強化材の両方から成る層 を示し、強化材の角度は所望の二次湾曲が形成されるように設定されている。典 型的な層（lay）は、例えば成形ローラ（forming roller）７．３の軸に対して プラス５５°マイナス５５°、９０°、プラス５５°、マイナス５５°の角度に 配置された５層のプルトルード(pulltrude)されたテープで構成することができ る。これらは、熱源７．２内を通過させることによって母材材料の融点まで加熱 され、その後、所望の渦巻きまたは螺旋を形成するために必要な直径および形状 の冷却ローラ７．３を通過させながらローラ７．４で圧力を掛けて連続したリボ ンを形成し、このリボンは、所望の長さになるまで渦巻きとして累積することが できる。この種の工程は、図に示すように連続的でもよく、あるいは材料を前進 させ、段階的に溶融し、その後で鋳型により前者をプレス加工して外形を形成し 、溶融された材料が冷却された後でこの工程を繰り返す断続的な工程とすること もできる。超音波によって材料を溶融する手段を利用することもできる。予め固 結された原料を使用するときには、表面溶融を行なう必要がなく、素材を表面か ら溶融する場合より低い温度で成形ローラおよび鋳型を運転させることができる ので、処理能力の速度を高めることができる。 予め固結させた材料を使用するときには、母材を完全に溶融させる必要はない 。必要なことは、湾曲を最終的な渦巻きに設定するために、結合性の高い溶接を 層間に形成するだけである。これは、超音波を使用することによって、あるいは 個々の材料のリボンを、それらの表面だけが溶融するような速度で多数の熱源に 通過させ、その後、冷却されて巻き戻され累積渦巻きの最終製品ができるまで、 ローラまたは金型で充分にまとめて圧縮することによって、達成することができ る。これは、前述の通り、連続的に、または断続的に実行することができる。多 くの場合、母材と同一の素材か、または母材と接着する他の素材の熱可塑性プラ スチックの薄膜を含むことが望ましい。この溶接処理の利点は、製造速度が高く 、エネルギコストが低いことである。同じ結果は、予め固結された層を十分な結 合性で結合することができる溶接以外の手段によって達成することもできる。 層（lay）によっては、特にほとんどまたは全体的に層状強化材から成る場合 には、巻かれたときには斜めに偏るコイルになる傾向を示し、伸長したときには 軸に沿って回転することに注意されたい。これは、強化材の軸を成形軸に対して 非対称にすることによって、または材料を成形軸に対して、大きさは偏り角度と 同じであるが反対方向の角度で通過させることによって、対処することができる 。こうすることにより、成形軸に沿ってロールし、前記成形軸に対して直交方向 に伸長する最終製品が生成される。 この技術を適用できる多数の用途として、ケーブルダクト、水道管、下水管、 灌漑排水管、石油やガスまたは井戸水用のドリル穴のライニング、伸縮可能なハ ンドルおよびプローブ、収縮可能なオーニングまたは車両用フード、巻上げ式梯 子、アクチュエータ、アンテナ支柱、カメラマウント、マイクロホンのブーム、 照明用支柱、コンベアベルト、遠隔通信またはコンピュータ用ケーブルダクト、 テント用ポール、一時的に湾曲した構造物、検査用ポール、その他の測定装置、 ストレチャーなどが挙げられる。 請求の範囲 １．第一状態と第二状態（１．１，１．２）の間で構成可能な伸縮性シート部 材において、第一状態（１．１）は該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦 巻き状態であり、第二状態（１．２）は該部材が第一軸に対してある角度をなす 第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、 該部材は、第一および／または第二軸に対してある角度で傾斜する方向の引張 り強さおよび／または圧縮強さが、素材の幾何学的および／または分子構造のた めに、軸の方向より強い素材から全体的および／または部分的に形成されるので 、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、引張り強さおよび ／または圧縮強さの格差のために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発 生し、該部材が第二状態（１．２）に偏倚することを特徴とする伸縮性シート部 材。 ２．部材の一部分を形成する繊維（２）であって、第一軸および／または第二 軸の方向の引張り強さおよび／または圧縮強さに比較して、該軸に対してある角 度をなす方向の引張り強さおよび／または圧縮強さに格差が生じるように配設し た繊維によって構成されることを特徴とする請求項１記載の伸縮性部材。 ３．第一状態と第二状態（１．１，１．２）の間で構成可能な伸縮性シート部 材であって、第一状態（１．１）は該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦 巻き状態であり、第二状態（１．２）は該部材が第一軸に対してある角度をなす 第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまた はこれと平行として複数の交差繊維（２）を有するシート部材において、 各繊維（２）が第一軸に対して０°から９０°の間の角度をなしているので、 該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、前記交差繊維のため に第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生して該部材が第二状態（１． ２）を倚することを特徴とする伸縮性シート部材。 ４．前記繊維が弾性的であることを特徴とする請求項２または３記載の伸縮性 部材。 ５．前記繊維を基板の片面に設けることを特徴とする請求項２ないし４のいず れかに記載の伸縮性部材。 ６．前記繊維を基板の相対する両面に設けることを特徴とする請求項２ないし ４のいずれかに記載の伸縮性部材。 ７．前記繊維を基板に埋め込むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか に記載の伸縮性部材。 ８．前記基板が弾性的であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに 記載の伸縮性部材。 ９．前記繊維の少なくとも一部が編成されることを特徴とする請求項２ないし ８のいずれかに記載の伸縮性部材。 １０．前記繊維の少なくとも一部が織成されることを特徴とする請求項２ない し９のいずれかに記載の伸縮性部材。 １１．前記繊維の少なくとも一部が一連の薄層であることを特徴とする請求項 ２ないし１０のいずれかに記載の伸縮性部材。 １２．前記繊維の集団が該第一軸に対してそれぞれ異なる角度をなすことを特 徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の伸縮性部材。 １３．前記繊維が第一軸に対して異なる角度をなし、前記角度が部材の縦方向 および横方向で変化することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載 の伸縮性部材。 １４．前記部材が該部材の選択された部分（５．１）にだけ繊維を含み、該部 材のその他の部分（５．２）には繊維を含まないことを特徴とする請求項１ない し１３のいずれかに記載の伸縮性部材。 １５．第二状態（１．２）への遷移が全体的または部分的に、部材が形成され ている素材内部の管状溝の存在によって生じ、該溝が第二軸に対してある角度を なして部材の面に実質的に平行に走ることを特徴とする請求項１記載の伸縮性部 材。 １６．前記部材が前記第一状態と第二状態との間で可逆的に構成可能であるこ とを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の伸縮性部材。 １７．該部材が第二状態にあるとき、該部材の相対する縁部を解放可能に係止 する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の伸縮性 部材。 １８．第一および第二状態（１．１，１．２）の間で構成可能な伸縮性シート 部材の製造方法において、第一状態（１．１）は該部材が実質的に第一軸に平行 に巻かれた渦巻き状態であり、第二状態（１．２）は該部材が第一軸に対してあ る角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材がシート の面内にまたはこれと平行して複数の交差繊維（２）を有し、各繊維が第一軸に 対して０°から９０°の間の角度をなしているので、該部材を第二軸に実質的に 平行な方向に伸長させたときに、前記交差繊維（２）のために第二軸に対してあ る角度をなす方向に収縮が発生して該部材が第二状態に偏倚（バイアス）し、前 記方法は、 基板となる第一層（７．１）および前記繊維から成る第二層（７．２）を加熱 手段上に通過させ、それにより前記第一層を加熱して前記第一層と第二層を一つ に接合させる段階と、 その後、前記接合された第一層および第二層を加圧（７．４）して、渦巻き状 態（７．５）の前記部材を生成する段階と、 によって構成されることを特徴とする製造方法。 １９．３つ以上の層を加熱手段上に通過させて一つに接合させ、その後、前記 接合された層を加圧することを特徴とする請求項１８記載の方法。 ２０．第一および第二状態（１．１，１．２）の間で構成可能な伸縮性シート 部材の製造方法において、第一状態（１．１）は該部材が実質的に第一軸に平行 に巻かれた渦巻き状態であり、第二状態（１．２）は該部材が第一軸に対してあ る角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態であり、該部材はシート の面内にまたはこれと平行して複数の交差繊維（２）を有し、各繊維は第一軸に 対して０°から９０°の間の角度をなしているので、該部材を第二軸に実質的に 平行な方向に伸長させたときに、前記交差繊維のために第二軸に対してある角度 をなす方向に収縮が発生して該部材は第二状態に偏倚し、前記方法は、 基板となる層であって、内部に前記繊維が埋め込まれた層（７．１）を加圧し て、渦巻き状態（７．５）の前記部材を生成する段階、 によって構成されることを特徴とする製造方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第一状態と第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部材において、第一状 態は該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態であり、第二状態は該 部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態 であり、該部材は、第一および／または第二軸に対してある角度で傾斜する方向 の引張り強さおよび／または圧縮強さが、素材の幾何学的および／または分子構 造のために、これらの軸の方向より強い素材から全体的および／または部分的に 形成されるので、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、こ の引張り強さおよび／または圧縮強さの格差のために第二軸に対してある角度を なす方向に収縮が発生し、該部材が第二状態に偏倚することを特徴とする伸縮性 シート部材。この格差は、全体的あるいは部分的に、部材構造内の繊維の存在に 由来するものであり、そうした繊維は該部材の一部分を構成している。 ２．第一状態と第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部材において、第一状 態は該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態であり、第二状態は該 部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長する伸長状態 であり、該部材はシートの面内にまたはこれと平行として複数の交差繊維を有し 、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間の角度をなしているので、該部材 を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、前記交差繊維のために第二 軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生して該部材が第二状態に偏倚するこ とを特徴とする伸縮性シート部材。 ３．前記部材が前記第一状態と第二状態の間で可逆的に構成可能であることを 特徴とする請求項１または２記載の伸縮性部材。 ４．前記繊維が弾性的であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに 記載の伸縮性部材。 ５．前記交差繊維を基板の片面に設けることを特徴とする請求項１ないし３の いずれかに記載の伸縮性部材。 ６．前記交差繊維を基板の相対する両面に設けることを特徴とする請求項１な いし４のいずれかに記載の伸縮性部材。 ７．前記繊維を基板に埋め込むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか に記載の伸縮性部材。 ８．前記基板が弾性的であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに 記載の伸縮性部材。 ９．前記繊維の少なくとも一部が編成されることを特徴とする請求項１ないし ８のいずれかに記載の伸縮性部材。 １０．前記繊維の少なくとも一部が織成されることを特徴とする請求項１ない し９のいずれかに記載の伸縮性部材。 １１．前記繊維の少なくとも一部が一連の薄層であることを特徴とする請求項 １ないし１０のいずれかに記載の伸縮性部材。 １２．前記部材が第二状態にあるとき、該部材の相対する縁部を解放可能に係 止する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の伸縮 性部材。 １３．前記繊維の集団が第一軸に対してそれぞれ異なる角度をなすことを特徴 とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の伸縮性部材。 １４．前記繊維が第一軸に対して異なる角度をなし、前記角度が部材の縦方向 および横方向で変化することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載 の伸縮性部材。 １５．前記部材が該部材の選択された部分にだけ繊維を含み、該部材のその他 の部分には繊維を含まないことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記 載の伸縮性部材。 １６．第二状態への遷移が全体的または部分的に、部材が形成されている素材 内部の管状溝の存在によって生じ、該溝が第二軸に対してある角度をなして部材 の面に実質的に平行に走ることを特徴とする請求項１記載の伸縮性部材。 １７．第一および第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部材の製造方法にお いて、第一状態は該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態であり、 第二状態は該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長 する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれと平行して複数の交差 繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間の角度をなしているの で、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、前記交差繊維の ために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生して該部材は第二状態に 偏倚（バイアス）し、前記方法は、 基板となる第一層および前記繊維から成る第二層を加熱手段上に通過させ、そ れにより前記第一層を加熱して前記第一層と第二層を一つに接合させる段階と、 その後、前記接合された第一および第二層を加圧して、渦巻き状態の前記部材を 生成する段階と、 によって構成されることを特徴とする製造方法。 １８．第一および第二状態の間で構成可能な伸縮性シート部材の製造方法にお いて、第一状態は該部材が実質的に第一軸に平行に巻かれた渦巻き状態であり、 第二状態は該部材が第一軸に対してある角度をなす第二軸に実質的に平行に伸長 する伸長状態であり、該部材はシートの面内にまたはこれと平行して複数の交差 繊維を有し、各繊維は第一軸に対して０°から９０°の間の角度をなしているの で、該部材を第二軸に実質的に平行な方向に伸長させたときに、前記交差繊維の ために第二軸に対してある角度をなす方向に収縮が発生して該部材は第二状態に 偏倚し、前記方法は、 基板となる層であって、内部に前記繊維が埋め込まれた層を加圧して、渦巻き 状態の前記部材を生成する段階、 によって構成されることを特徴とする製造方法。