JP2511811B2

JP2511811B2 - 慣性可変の多方向セル構造の要素部材および該要素部材の製造方法

Info

Publication number: JP2511811B2
Application number: JP60504199A
Authority: JP
Inventors: ルカロス，ジヤン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: US4873810A; ATE73214T1; WO1987001789A1; JPS63501522A; DE3585543D1; KR880700209A; KR0148557B1; CA1321700C; EP0283469A1; EP0283469B1

Description

【発明の詳細な説明】発明の属する技術分野本発明は、多方向に対して抵抗力がある構成要素、該
構成要素の製造方法ならびに該構成要素の応用に関する
ものである。

従来の技術従来からもっともよく知られている構造物は断面が６
角形の「蜂の巣」である。

この構造は非常に広範囲に使用されている。特に、建
築用パネル、防音パネル、宇宙船および航空機のパネ
ル、力学的特性に非常に優れた構造物の補強用として用
いられている。一般に、重量／性能の比を最大にし、し
かもいろいろな応力、現象、環境下で寸法安定性が大き
くなるようにしたいあらゆる場合にこの構造を使う。

しかし、この構造には固有の欠点があるため、一般的
に応用することはできない。即ち、破断強度が大きいの
は一方向のみ（互いに平行な平面の外表面に直交する方
向）であり、不連続面に沿ったせん断強度は小さい。

さらに、この構造は圧縮点荷重、例えば組立て用ロッ
ドによる力や衝撃に耐えることができない。

また、この構造はいろいろな方向から及ぼされる力に
耐えなければならない厚みのある構造物には利用するこ
とができない。

発明が解決しようとする課題本発明は、非常に堅固であり、一度に、または別々に
及ぼされる多方向からの応力、衝撃、圧力、衝撃波、音
波現象、熱現象に対する耐性のある自己支持式細胞構造
を有する構造物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段このためには、自由区画を、様々な特徴をもつ部分の
集合として、あるいは衝撃吸収部分として利用する。ま
た、この構造物内を様々な流体をいろいろな圧力で充填
した後、この流体を静止状態または循環状態にし、この
流体中に常時作用する特殊な薬品、あるいは圧力、温度
等が所定の条件のときに作用する特殊な薬品を添加する
ことによりこの構造物の重さを変化させる。

発明の実施の形態本発明によれば、この結果は、多方向耐性構成要素に
より得ることができる。すなわち、この構成要素複数の
柱を積み重ねたり並置したりした構成の層からなり、各
層内にはセルが互いに平行な柱からなる柱群同士の交差
部分として規定され、各セルは１つの層に対して横方向
では同一のサイズであるという構造を有する。

一般に、本発明の構成要素を含む構造物はその体積全
体を包み込む外部被覆を備えていることが望ましい。こ
の外部被覆はこの構造物全体の一部をなす。

各セルを規定する交差平面はすべて様々な軸線に沿っ
て延在し、外部被覆に至るまで連続的につながってい
る。外部被覆は複数の部分に分割されている。厚さまた
は性質が似た、または異なる各部分の連続平面は、組合
されて各部分が互いに連通したり、独立となったりして
いる。各部分を連通させるか独立にするかは、このよう
にして形成された構造物にどのような性能をもたせるか
による。

本発明によれば、１つの構成要素は、互いに同等なセ
ルを３次元の全方向に繰り返し並置して、セルすなわち
蜂の巣構造とすることにより形成することができる。

本発明の一実施例によると、セルは、３つの方向それ
ぞれに垂直な平面内で断面が正方形または長方形であ
る。本発明の別の実施例によれば、２つの方向それぞれ
に垂直な平面内で断面が六角形であり、第３の方向に垂
直な平面内での断面は菱形である。このようにして多方
向（２方向または３方向）性構造物を構成することがで
きる。

セルは封鎖されていてもよいし、互いに自由に連通し
ていてもよい。あるいは、逆流防止弁または熱、圧力等
により破断する弱い破断領域型のヒューズを介してセル
間が連通していてもよい。

セルの壁面は堅固でも柔軟でもよい。

互いに連通し、柔軟な壁面を有するセルを用いる場合
には、空気、水、その他任意の流体により膨張、収縮さ
せることのできる柔軟な構造物が得られる。

本発明は上記タイプの構造物を製造する方法にも関す
る。本発明の一実施例によれば、平坦な、あるいはあら
かじめ成形した構成要素を接着、溶接またはその他の任
意の手段を用いて直接組立てることにより構造物を作り
あげることができる。

本発明の別の実施例によれば、まず複数の平坦な構成
要素を、そのうちの少なくともいくつかの構成要素は適
当に切り抜いておいて積み重ね、各構成要素の表面の所
定の部分に沿って互いに接着または溶接する。次いで、
互いに連通しているセルの場合には内部に加圧した適当
な流体を注入する。なお、セルが封鎖されている場合に
はガスまたは膨張材料を各セル内で膨張させる。ガスま
たは膨張材料を膨張させるには、熱、圧力、衝撃、放射
線等の適当な手段を用いる。

開放されたセルを鋳型作成用の型取り材料として利用
することができる。この型取り材料は適当な手段、例え
ば溶解、昇華、液化等の手段により除去する。このよう
にして得られた鋳型はオリジナルの構成要素のコピーを
作るのに使用する。この鋳型はそのまま残しておく場合
もあるし、破壊してしまう場合もある。

本発明の構成要素には多種多様な応用分野が考えられ
る。

応用例としては、例えば、工業用構造物、戦略用構造
物、農業用構造物、個人用構造物、集団用構造物が挙げ
られる。これら構造物は耐震性にしたり、固定式または
解体可能にすることができる。また、構造物の基礎や固
定式または可動式のパネル、例えば格納庫や装甲板の安
全扉、あるいは床板、梁、支柱にも応用される。さら
に、機械においては、動力伝達軸、精密な作業台、印刷
機の組付盤、さらには、機械、モータまたはガスタービ
ンのフレームとして使用される。以上に加えて、放射線
防止、熱防止、音波防止用、航空および宇宙用（機体、
翼、舵、床、隔壁）として、タンク、運搬容器、密閉容
器として、バイオテクノロジーにおいて、新材料、ポリ
マー、エラストマー、接着剤、発泡材料、強化または非
強化セラミック、特殊なまたは処理済の、金属または合
金の成形において、情報の分野において、固有の冷却回
路を含み、３次元素子を備えるモジュール式ユニットの
構成体として、電気の分野における輻射、マイクロ波、
熱ポンプ等への応用に、輸送の分野におけるコンテナ、
飛行船、空気で膨らませるボートとして、食品工業にお
いて大きな圧力差を利用するあらゆる現象、例えば逆浸
透、限外濾過、ミクロ濾過（micro-filtration）を全体
としてまたは個別に応用した濾過部材として、海洋工業
における沖中構造物、既存の構造物の高さを高くするこ
と、船体、マスト、はしけ等に、生活仕事環境向上産業
における防音隔壁、断熱壁等に本発明を応用することが
できる。もちろん、これが応用例のすべてではない。

本発明の他の特徴は、実施例のいくつかを示す添付の
図面を参照した以下の説明中に現れるであろう。この説
明により、本発明がいかに応用されているかをよく理解
できるはずである。なお、本発明がここに掲げた実施例
に限定されることはない。

実施例第１図は、本発明の構成要素の第１の実施例の斜視図
である。この構成要素は透明であると仮定してあるた
め、内部構造がわかる。

第１図に示す構成要素は３組の平面により規定されて
いる。すなわち、水平平面101、鉛直平面102、それに、
鉛直平面102と直交する鉛直平面103である。セル104が
太い実線で描かれている。各セルは平行六面体で、その
表面の形状は同じ（立方体）でも異なっていてもよい。
後に説明するように、セルは閉じていても開いていても
よい。セルの開き方にもいろいろあって、互いに自由に
連通している場合、逆流防止弁を介して連通している場
合、領域破断型のヒューズを介して連通している場合が
ある。ヒューズは、熱、圧力、化学薬品の作用等、ある
いはこれら手段の組合せにより破断させる。

第２図は、第１図に示した構造物を構成する開口部の
ない中央部セルの透視図である。また、第３図は、第２
図と同じセルであるが複数の開口部を有するセルの透視
図である。

第１図に示された構成要素20は、第２図の場合のよう
に閉鎖セルで構成する場合もあるし、第３図の場合のよ
うに流路調整の役割をもつ複数の開口部を配置して互い
に連通するセルとすることもある。

第４図は、断面が６角形の２つの柱群が互いに直交す
る場合の実施例の透視図である。また、第５図は、第４
図に示された柱群中の柱の配置の断面図である。

第４図に示す実施例においては第５図の柱配置が実現
されており、各セルは断面が多角形の柱の交差部分とし
て規定される。第４図には、鉛直方向の六角柱111と水
平方向の六角柱112が描かれている。六角柱は正六角柱
であり、すべて同じサイズである。一方向に互いに平行
な六角柱は並置されて、それぞれ隣接する六角柱と壁面
を１つ共有する。この構造だと、少なくとも柱の軸線に
沿った２つの方向に関しては非常に強い。

第６図は、３つの柱群のうちの１つの断面が菱形であ
る場合の実施例の透視図である。また、第７図は第６図
に示された柱群中の柱の配置の断面図であり、第８図は
第６図に示した方法で得られた構造物の全体の透視図で
ある。

第６図に示す実施例においては第７図の柱配置が実現
されている。この実施例では、鉛直方向の柱111の軸線
と水平方向の柱112の軸線は、第３の方向を向いた、断
面が菱形の柱113と交差している。このタイプの構成要
素は、第８図に示す構造物21を形成する場合に、柱の軸
線に沿った３つの方向に関しては非常に強い。

第９図は、任意の角度で交わる２つの柱群と、この２
つの柱群が形成する平面に垂直なもう１つの柱群の透視
図である。

第９図では、断面が長方形の柱114と115が一平面上で
任意の角をなして交差して、この平面に垂直な方向に柱
116を形成している。柱116の断面は柱114と115が同じで
ある場合には菱形で、互いに異なる場合には平行四辺形
である。

断面が平行四辺形の柱が、同じ断面を有する別の柱と
一平面内で任意の角をなして交差すると、交差部分に断
面が平行四辺形でしかも両方の柱により形成される平面
に垂直でない軸線を有する柱が決まる。

図示して説明を行った上記の構成要素のすべて、また
はその組合せは柔軟性のある材料または堅い材料を用い
て実現することができる。堅い材料を用いる場合には、
平らな、または前もって成形されている構成要素を任意
の手段を用いて組立てて一体化することにより上記の構
造物を作りあげることができる。組立手段としては、接
着、振動溶接、レーザ、電子ビーム、またはこれと同等
の方法が考えられる。

一部を堅固にし、かつ一部を柔軟にするという混合方
式の場合には、膨張により構成要素を形成する。

第10図〜第12図は、柔軟かつ連通式のセルに加圧流体
を注入して膨張させる場合の実施例を示す図である。断
面が長方形のパイプ状構成要素121（第10図）は、公知
の方法で一点鎖線に沿って手前に折り曲げ、白丸点鎖線
に沿って後方に折り曲げ、このパイプの軸線に沿って平
らにつぶすことにより（第10図Ｂ）製造する。途中まで
折った状態が第10図Ａに示されている。このパイプ状構
成要素は、両端の軸線に垂直な平面上に縁部122を備え
ている。１枚のシート123（第11図）上に平らにつぶさ
れたパイプ状構成要素121を配置して、その下部をこの
シートに固定する。上方から別のシートを被せてその下
面をパイプ状構成要素121の上部に固定する。次に、平
らにつぶされた別のパイプ状構成要素121の層、次に別
のシートという具合に続けて所望の体積に対応する数に
なったところで止める。次いで全体を第12図に示したよ
うに孔124を利用して膨張させる。

この多方向構成要素は、用途によっては、膨張させた
状態に保っておくときに固いシート123と柔軟なパイプ
を備えているとよい。

セルが閉じている場合には、組立を始める際に各セル
内に膨張剤を注入し、全セルの溶接または接着が完全で
あることを確かめてから膨張を始めさせる。

第13図と第13図Ｂは、第13図Ａの部材130と132に対し
て組合されることになる部材131と133の透視図である。
組立てられた状態が、第４図に示した本発明の実施例に
対応する。部材130と132が同等で、部材131と133が同等
であることがわかる。

部材130と132は、互いに同等な４個の四面体134、13
5、136、137が、頂点と平面138、139で接続された構成
をもつ。この構造は接着または溶接により実現できる。
部材131、133は面140、141、142のみを有する構成とす
ることができるが、構造上の強度を増すために別の方向
に３次元的に面143と144をさらに備えることも可能であ
る。

上記の部材を組立てると第６図に示した構成要素が完
成する。第14図〜第17図は、第６図の構成要素を製造す
る方法を示す図である。この方法は、第10図〜第12図を
参照して説明した方法と類似している。部材146（第14
図）は第13図の斜線で示した面137a、139、134aに対応
する。この部材146は、第14図の点線に従って切り抜
き、一点鎖線に沿って手前に折り曲げ、白丸点鎖線に沿
って裏側に折り曲げると、第15図に示した部分完成図の
形状になる。この部材146は縁部をシート150に接着す
る。その際、部材146は、第16図に示すように互いに平
行な列内に交互に向きが逆になるように配置する。同等
な組立体をさらに製造して互いに積み重ね、隣接する２
枚のシートを部材146が配置された列に平行な帯領域に
沿って接着する。すなわち上側シートの部材146間に存
在する帯領域152は下側シートの帯領域151に接着され
て、部材146からなる列同士が互いに分離される。

膨張操作が第17図に示されている（各セルは孔155を
介して連通している）。

各セルが互いに連通した柔軟な構成要素である場合に
は、この構成要素内に重合可能な液体材料を重合条件と
は異なる条件にして注入し、次いで、この液体を排出さ
せて壁面上に所定量の液体が残るようにする。壁面に残
る液体の量は、この液体のチキソトロピー調整条件と壁
面への浸透度に依存して変わる。使用する際には、重合
条件下で膨張させるとこの構造物が堅固になる。

先に指摘したように、説明を行ったものを含めてあら
ゆる形態の構造が可能である。例えば、柔軟で膨張収縮
可能な構造、柔軟かつ固化可能で外面に型を取り付ける
場合と取り付けない場合の構造、または堅固な構造があ
る。

ひとつの構造物を型取り材料して扱って内部に基層を
充填した後、（昇華、溶解、溶融等により）この構造物
を取り除いて鋳型を作ることもできる。この場合には基
層からなる鋳型が残るので、鋳造により新たに構造物を
作ることができる。この結果、新しい構造物は力学的特
性の異なったものになる。金属、合金、配向性または非
配向性繊維強化樹脂等を鋳造することが可能である。次
いで基層からなる鋳型を適当な任意の方法を用いて除去
する場合と、そのまま残す場合とがある。除去する場合
には、例えば溶解、昇華という手段を用いる。

変形例として、硬化可能な材料を注入することにより
基層自体を温度や圧力等で膨張させて、この基層を含む
鋳型内で構造物の全壁面に圧力が及ぼされるようにする
ことができる。この結果、構造物全体の力学的特性がさ
らに向上する。

第18図は７本の六角柱が本発明に従って互いに組合さ
れた状態の概略透視図である。このようにして、中心対
称軸を有する固定構造、例えば支柱、マストや、この中
心対称軸のまわりに自身が回転する構造、例えば動力伝
達軸、遠心分離装置が実現される。

柱の数に制限はない。従って、同軸な層をさらに備え
ることが可能である。この場合は、周囲に断面積の異な
る柱を取り付けてもよい。

応用本発明には多数の応用があるが、ここではその中のい
くつかについて詳しく説明する。もちろん応用がここに
記載するものに限られるわけではない。説明するのは、
精密な作業台、柔軟で膨張収縮可能なシェルター用環状
自己支持式アーチ構造、硬化可能な環状構造の変形例、
安全扉または格納庫の扉の構造ならびにその変形例であ
るサイロの閉鎖扉、濾過部材、電子装置の支持体につい
てである。

非常に堅固で寸法安定性に極めて優れる精密機械の自
己支持式作業台の構成。

航空機や宇宙船に関する計測学においては、より堅固
にすることとともにより軽量にすることが常に研究され
ている。さらに、非常に精密な光学的またはその他の手
段を使用するということは、加速、圧力、温度等の非常
に苛酷な条件下での安定性がきわめて大きい支持部材が
必要であることを意味する。

本発明の原理をこのタイプの構造物にうまく応用する
ことができる。この構造物においては、外周囲の各面
が、互いに平行な繊維を積み重ねて交差させた複数の帯
を用いた網状体で構成されている。この場合、複数本あ
る繊維平面の軸線のうちの少なくとも２本は直交させ
る。あるいは、各軸線は、同一の平面に平行に、しかし
繊維平面のうちの１本の縦軸に対して等しい角をなすよ
うにしていろいろな方向を向ける。

外周囲の各面は、互いに垂直な３方向に広がっている
セルの中心部の一部分を形成している。セルを規定する
各平面は、このセルの端から端まで互いに平行な繊維か
らなる帯で構成されている。繊維は、圧力手段、機械手
段または他の手段、例えば磁場効果を利用した手段を用
いて配向させて組合せ、一時固化材料を用いて固化させ
る。一時固化材料の使用量は、最終固化材料の使用量と
適合する量にする。

使用可能な固化材料および繊維は多種類あり性質も様
々であるため、説明をわかりやすくするために繊維に対
してＡ、最終マトリックスに対してＢ（例えば炭素／炭
素）という記号を用いる。最終マトリックスは、数10℃
の温度に対して膨張係数がほぼゼロ（例えば10^-6未満）
である。もちろん使用する記号はこのようなものでなく
ともよい。基層Ｃにはフェニル−シリコーン系膨張可能
発泡材料を用いるとよい。この発泡材料は、60℃で膨張
可能かつ硬化可能であり、300℃で融解する。型取り材
料としては、100℃で熱成形可能なポリエチレンＤと接
着剤Ｅを用いるとよい。ポリエチレンＤと接着剤Ｅは15
0℃で融解する。また、澱粉溶液Ｆが、繊維を組合せて
取扱うための固化材料として使用できる。

簡単な形状の場合には、くさびを用いてＣからなる全
体を組立てられた状態に保っておく。くさびを構成する
材料としては、セルが互いに独立である場合にはＢを用
い、セル間が連通している場合にはＣを用いる。

より複雑な形状または曲面を含む形状の場合には、適
当な厚さのＢを用いて鋳型内で外面を熱成形し、孔を開
け、内部にねじを切ったスリーブを鋳型とＤ製のプレー
トとを貫通させて挿入し接着する。スリーブの先端は、
射出されたセル部分の中に大きく入り込んでいる。セル
は、ＤとＥを用いて複数の平面が構成されるように組立
てる。その際、スリーブが通過している孔がセル内に位
置するように注意する。この結果、下部孔を通して流体
Ｃを全体に完全に充満させることができる。このため、
液体排出時に全体を傾けると各セル内に十分な量の液体
Ｃが残る。将来の鋳型となるはずの部材に十分な数の案
内ピンを設置し、傾きを同じにして60℃に加熱すると、
Ｃが膨張、硬化する。次いで150℃に加熱するとＤとＥ
が融解して除去される。構造物全体は、Ｃが充填された
連通孔により一体に保たれる。また、Ｃに固定された案
内ピンにより全体は鋳型内の中心に保持される。

センタリング用の案内ピンの長さをマークした後、鋳
型の中心部を取り出す。すると、帯状の繊維が連通路を
残したまま互いに平行な第１の平面群内に固定される。
この平面群と垂直な別の平面群との交線に沿ってＦを溶
解させる。この別の平面群には別の帯状繊維が固定され
ている。次に、バインダＦをこの別の平面群とその他の
平面群の交線に沿って再び溶解させるという操作をＤ
を、除去したことにより空になったままの平面が充填さ
れるまで続ける。

繊維を積み重ねて交差させた複数の帯で構成される網
状体を各面上に配置する。その際、繊維は案内ピンが通
過する経路上から離し、この繊維を既に定位置に配置さ
れた繊維と交差させる。必要な方向に繊維を折り曲げた
後、全体を鋳型の中央に戻す。

鋳型を閉じてバインダＦを湯で溶解させる。乾燥させ
た後、マトリックスＢを注入する。このマトリックスＢ
は繊維を硬化させることにより一体化させる。鋳型を水
平に戻して300℃に加熱することにより材料Ｃを除去す
る。

全体を鋳型から出して作業面を所定の公差になるよう
に修正する。この際少なくとも１つの開口部は外部に対
して開いた状態で残して、得られた物体の堅固さや寸法
安定性にとって害のある内部熱応力の発生を避ける。

続いてこの物体を任意の流体や液体金属で充たす。

柔軟で膨張可能な構造物への応用。

柔軟な構造物やシェルターは、テント、大規模なアー
チ等として広く利用されている。一般にこのような構造
物はフレーム上に完成形として支持される必要がある。
その際この構造物全体にわたって、あるいは互いに平行
な柱内で、大きすぎる内部圧力が作用している。柱の場
合には、互いの接合線に沿う方向の抵抗が弱くなる。ま
た、全体の体積が大きくなるほど熱損失が大きくなる。
摩擦により穴が形成されるとか亀裂が入るとかすると、
この構造物が崩壊または破壊する。

本発明の原理を応用して、逆流防止弁により互いに分
離された区画を形成するセル構造にすることにより、自
己支持式で熱損失率が小さい構造物を構成することがで
きる。このため、この構造物は、穴があっても弱くなる
ことがなく、断熱性も大きく改善されている。

対向する面202と203が、互いに同心である円筒にそれ
ぞれ内接する２つの円筒面の一部分となっている中空セ
ル201を複数個製造する（第20図）。面積の狭いほうの
面の半径はアーチの半径と同じであり、面積の広いほう
の面の半径は、面積の狭いほうの面の半径とセル201の
高さ204の和に等しい（第20図）。面205と206は、円筒
面をなすアーチをこの円筒面の中心を通って横断する平
面内に存在している。この中空セルは面207、208、20
5、206で規定されている。各中空セルは、公知の方法で
（第10図）軸方向に折り畳んで、この軸方向に垂直な平
面内に収める。その際、第10図に示したように縁部122
を設けておく。

シート209（第21図）を、製造するアーチと同じ直径
の円筒形型板に付着させる。セル201は、互いに平行な
列となるように配置して下部の縁部をこのシート上に固
定する。各列中では、面205と206が円筒の母線に平行
で、その方向が交互に異なるようにセルの向きを決める
（第21図）。次いで第２のシート209を被せて、このシ
ートの下面とセルの上部の縁部を接着する。

新しい中空セルを上記の方法に従って第21図に示すよ
うに製造する。この場合、新しいセル211の下面はセル2
01の上面203と同じ大きさにする。さらに、面207と21
2、面208と213、面205と214、面206と215がそれぞれ同
一平面内に存在するようにする。平らに折り畳んだセル
を面203と216が重なるようにして、前に述べたのと同様
の方法でシート209上に固定する。次いで別のシートを
覆せ、新たにセル217を固定する。このセル217とセル21
1の関係は、セル211のセル201に対する関係と同じにな
るようにする。次いでシートを覆せる。以後同じ操作を
繰り返す。

第22図からわかるように、環状の構造物が構成され
る。この構造物は第12図に示した方法で膨張させるとよ
い。

第23図に示されているように、シート209の連通孔に
は逆流防止弁220を取り付けて、シート209とシート219
の間に注入された流体がシート219とシート229で規定さ
れた部分に流れ込むことができるようにする。同様に、
シート239に逆流防止弁を取り付けて、シート239とシー
ト229の間に注入された流体がシート229とシート219の
間の部分に流入できるようにする。

高圧解放用安全弁を備える１つまたは複数の多チャネ
ルバルブ221を用いると、各部分を互いに独立にするこ
とや、各部分を互いに連通させて複数のセルからなる層
の間の圧力と温度を平衡させることができる。

第20図のセル201は、面205と206をベースに選んで折
り畳むことができる。この場合面205と206が固定用シー
トを構成する。積み重ねるセルはすべて同じサイズであ
る。この場合には得られる構造物は環状のセルで構成さ
れる。各セルの直径は、母線の中心が円弧を形成してア
ーチの対称軸と交わる大きさである。

このような構成だと、流体の流れを自由に制御するこ
とができる。例えば、構造物全体、その一部分、マニホ
ルドを備えるセルまたは備えないセルの内部を流体が流
れるようにできる。いずれの場合にも多チャネルバルブ
の取り付けが可能である。

本発明の原理による連通セルからなる膨張可能構造物
は、製造後に少なくとも２通りの方法で固化することが
できる。なお、セルには弁が取り付けられていても取り
付けられていなくてもよい。第１の方法は膨張可能発泡
材料の応用のところで記載した方法で、各セルに穴を開
けて全セル中にまだ膨張させていない発泡材料を一杯に
注入する。この発泡材料は排出させるが、十分な量を残
しておいて膨張させる。

もうひとつの方法は、樹脂Ｇと硬化剤Ｈを例えば混合
物として用いる方法である。ただし、重合反応は材料Ｉ
がないと起こらないようにする。物質Ｊは樹脂Ｇまたは
硬化剤Ｈとは反応しない。構造物に樹脂Ｇと硬化剤Ｈを
適当な比率で満たし、所定量の樹脂Ｇと硬化剤Ｈがセル
の全壁面に残るようにチキソトロピーを調製する。余っ
た樹脂Ｇと硬化剤Ｈは排出させて、その分物質Ｊを注入
する。保管および運搬時にはこの構造物はしぼませてお
く。使用時には材料Ｉを注入してこの構造物を膨張させ
る。すると全内部壁面が硬化する。

本発明の他の応用例として、1985年１月10日に出願さ
れた「大きな衝撃に対する耐性のある建造物用慣性可変
扉」という題のヨーロッパ特許出願第85 400041-1号に
記載の慣性可変扉について以下に詳しく説明する。

建造物、例えば航空機格納庫用の扉を砲弾から保護す
る場合には、扉に厚い装甲板を張りつける。しかし、こ
のようにすると扉が非常に重くなり慣性も増すので操作
がきわめて難しい。

本発明の扉は、内部が隔壁により複数のセルに分割さ
れ、各セルが隔壁に設けられた穴を通して互いに連通す
る構造の気密容器からなることを特徴とする。隔壁は整
流板を構成するように配置される。また、セル内には液
体を満たしておくとよい。

容器が空のときには比較的軽いので容易に操作するこ
とができる。

この扉を衝撃から保護する必要がある場合には、高密
度液体、あるいは単に水を注入する。扉の外面に衝撃が
加えられると、この衝撃に起因する力は内部に伝えられ
て整流板による水頭損失のために徐々に減衰する。この
扉を核放射線が透過する確率は非常に小さい。また、こ
の扉は電磁フラッシュによる影響を受けにくい。

セルのうちのいくつかには圧縮可能な部材からなる水
圧ダンパを取り付けるとよい。このようにすると、扉の
衝撃吸収能力が大きくなる。

セルは、前面壁が、鉛直方向に対して交互に傾いた平
面群の形態であることが好ましい。例えばセルは横断面
が六角形（正六角形またはそうでない六角形）または正
方形であり、対角面が水平になっている構造にするとよ
い。水平方向に飛んでいる砲弾は従って壁面に対する入
射角がゼロでない。このため、砲弾の侵入力が弱まる。
例えば入射角が60°のときには、侵入力は、入射角ゼロ
の場合と比べて45％減少する。このことに加えて砲弾は
偏向する。

扉は構成する容器にセル層が２層以上含まれている場
合には、各セル層は互いにずらして配置することが望ま
しい。セル層が互いにずれていることで、セルの前面と
後面の強度をセル層が互いにずれていない場合と同じに
するにはセルの数が半分ですむ。従ってこの扉は強度を
落とさずに軽量化することができる。

セルの前面壁が交互に傾いた平面群となっている場合
には、この前面壁は折り曲げた金属シートで構成し、そ
の各面は別の耐衝撃性材料製の板で覆うとよい。耐衝撃
性のある板としては、例えば、鋼鉄装甲板またはセラミ
ック装甲板が挙げられる。従って、前面壁は製造が非常
に簡単でありながらきわめて強い。さらに、使用されて
いる材料が変化しているので、砲弾は例えばセラミッ
ク、鋼鉄、液体の順番で通過する必要がある。このため
砲弾の侵入力が弱まる。

第24図は軍事用建造物１の図で、個人用シェルターま
たは軍事設備における保管用格納庫として使用される。
この建造物の一面には、扉３により封鎖することのでき
る開口部２が設けられている。ここに図示した実施例に
おいては、扉は下部がレール４上を滑動し、上部がガイ
ド５に支持される。しかし、扉の取り付けにはもちろん
他の任意の方法を使用することができる。例えば、この
扉を鉛直軸のまわりに回転可能にするとか、水平軸のま
わりに回転可能とすることができる。

第25図と第26図からわかるように、扉３は密封容器で
構成されている。この容器内には液体、例えば水を注入
する。この容器は複数のセル、例えばセル７に分割され
ている。分割には縦方向に延在する鉛直隔壁８（図示の
実施例では２枚）と、横方向に延在する鉛直隔壁９と、
水平隔壁15とを用いる。

容器６の外側壁のいずれかに接するセル以外のセル７
のおのおのは、対向する縦方向鉛直隔壁上にそれぞれ開
口部10aと10bを有し、対向する横方向鉛直隔壁上にそれ
ぞれ開口部11aと11bを有し、水平隔壁上にそれぞれ開口
部12aと12bを有する。開口部10a、10b、11a、11b、12
a、12bはそれぞれ互い違いになるように配置して、隔壁
８と９により構成されるセルの壁面がこの容器内に含ま
れる液体の整流壁となるようにする。各開口部はまた、
セルの１つの壁面に設けられた開口部と、隣接する壁面
の開口部とが直接連通しないように配置されている。従
って、例えば第26図においては、開口部11aは開口部10a
あるいは開口部12bの近傍には配置されていないことが
わかる。大きさの比が上記のようになっているため、容
易にこのような配置にすることができる。開口部12aと1
2bはセルの水平面の長さの半分にわたって延在してお
り、それぞれ同じ幅であることが好ましい。従って、図
示の実施例では開口部12aと12bはほぼ正方形である。開
口部10a、10b、11a、11bは互いにほぼ同じ大きさであ
る。

容器６の外側壁のいずれかに接するセルには、外側壁
面を除いて同様の開口部が設けられている。

容器６はまた、供給ダクト13と排出溝14上に設置され
た排出ダクトとに接続されている（第24図を参照のこ
と）。

通常は容器６は空にしておく。従って、扉３は容易に
操作できる。

衝撃に対する保護、例えばミサイルに対する保護が必
要とされる場合には、容器６に供給ダクト13を介して液
体を満たす。液体は、各セルの開口部を通って様々なセ
ルに入り込む。

ミサイルが扉３の外面に衝突すると、その外面に及ぼ
された力は扉の内部に伝達されるが、隔壁８と９で構成
される整流壁による水頭損失のために、この力は１つの
セルから別のセルへと伝わる際に減衰する。従って、ミ
サイルはこの扉を突破することができない。

扉を開けるには内部の液体を排出溝14に排出するだけ
でよい。すると扉は容易に操作できるようになる。

扉から液体を素早く排出してこの扉を早く開けること
を望むのであれば、液体排出速度を増大させる空気圧式
排出手段を備えることも可能である。

第24図に示した実施例においては、第25図と第27図か
らわかるように、各セル７は横断面が長方形であり、鉛
直隔壁８と水平隔壁15を備える。

しかし、セルの横断面は、第28図のセル7aのように正
六角形でもよい。この場合容器６の前面6aは、この建造
物の水平軸線に対して60°傾斜した面が連なった形状を
呈する。第29図に示した実施例においては、セル7bの断
面は正方形であり、対角面の一方が水平になっている。
第30図に示した実施例においては、セル7cの断面は不規
則な六角形であり、各セルは、水平壁面２つと水平面に
対して45°傾いた壁面４つとを備える。最後の２つの実
施例においては、容器６の前面壁6aはこの建造物の縦軸
線に対して45°傾いた面が連なった形状である。

第25図に示した実施例においては、扉は、複数のセル
からなる層が３層積み重ねられた構造である。３層中の
全セルは互いに対向するように配置されている。

セルの前面壁が傾斜した一群の面で構成されている場
合には、第28図、第29図、第30図に示したように、この
前面壁は折り曲げた鋼鉄シートにする。この鋼鉄シート
の各面は、第30図の参照番号16で示したような所定の特
殊な装甲板で覆う。装甲板の材料としては例えば、鋼ま
たはセラミック材料が用いられる。

もちろん、本発明が上記の実施例に限定されることは
なく、上記した本発明の思想に基づく限りいかなる変形
例も他の実施例も本発明に含まれる。そのような実施例
について以下に記述する。

侵入を防ぎたい場合には、コンクリートまたは厚い装
甲鋼板を扉に備えつけることがある。

すると重量がきわめて重くなるため、厚い装甲鋼板の
加工が難しく用途が限られてしまう。装甲鋼板は変形さ
せにくいので保護する部分の気密性をよくすることがで
きない。しかも、扉は、正面のレール上を移動させる
（第24図）か、あるいは、アーチの下で地面に対して鉛
直に保ったまま、両開きの形態にして、開放部分を鉛直
方向の軸線を有する蝶番のまわりに回転させながら円弧
をなす経路に沿って移動させる必要がある。さらに、ア
ーチの下ではこのアーチが曲がっているために扉の開放
運動が妨げられるので、アーチを非常に大きくしなくて
はならない。上記の２つの場合には、扉の前面部はすべ
て非常に弱く、閉鎖された状態でも同様である。別の方
法もあるが、その場合には能動的な装甲板を用いるので
価格が高く、その結果として用途が限られる。

本発明の原理を応用した別の例は安全扉に関するもの
である。さらに詳細には、変形せず、自己支持式であ
り、堅固で気密性がよく、化学物質や細菌が侵入せず
（または放出されず）、放射線の透過度が最小であるよ
うな安全扉に関する。このような安全扉としては、例え
ば格納庫用装甲扉や、砲弾の侵入、爆風の影響、衝撃
波、放射線に対する抵抗力の大きな保護扉が考えられ
る。この扉はまた、できる限り短時間で操作できる必要
がある。

本発明の原理を応用することにより上記の条件を満た
す扉が実現される。

第31図はアーチ状構造物240aを示す図である。このア
ーチ状構造物は、例えば、戦略基地への安全通路、軍事
物資、保管用格納庫の一部、核、細菌、化学物質（N.B.
C.）から保護するための個人用シェルターの入口として
用いられる。

このアーチ状構造物には、第32図に示すように扉240
が備えられている。この扉は下部が水平方向の蝶番241
に支持されているので、この蝶番の軸線のまわりに扉を
回転させて水平位置242まで移動させると通路が形成さ
れる（第33図）。

扉が開閉運動するのに必要とされるスペースは非常に
小さいので、アーチ状構造物の前面と扉が持ち上げられ
た際にこの扉が形成する平面との間に隔壁243を設置す
ることができる。この隔壁には、例えば第34図に示した
ような航空機の通路を１つのみ設ける。また、トラック
用の隔壁243a（第35図）とすることもできる。さらに、
隔壁の開口部は、アーチ状構造物の前方の地面での爆発
や爆発物の効果を最小にするような任意の形状にするこ
とができる。

この格納庫の地上部分には穴244を掘っておき、扉を
回転させてその部分を覆うとよい（第33図）。このよう
にすると隔壁と扉で囲まれる区画の体積が最大となる。
この結果、この膨張用区画の各表面に及ぼされる圧力が
最小になる。

扉の前面を構成する平面245、246、247、248の配置お
よび傾斜度（第36図）は、抵抗力の大きさをとれだけに
するかとこのアーチ状構造物の入口から扉までの距離が
どれだけあるかに応じて変える。従って、このアーチ状
構造物の前方の地面で爆発が起こった場合に、この爆発
の影響は隔壁243で弱められ、爆風は区画244内での膨張
により圧力が下げられるため、封鎖面に及ぼされる応力
により扉の中心面が移動するということはまったくな
い。

極端な場合として、アーチの下の扉が入口から非常に
奥まで引き込んでいる場合には、扉に及ぼされる力は半
球状のアーチの対称軸線に平行な向きとなる。この場
合、平面245と246交線の両端の点249と250は、この扉上
の中央の一点に一致する。

第36図に示した実施例においては、平面245、246、24
7、248で規定される扉上の各区画は、気密容器で構成さ
れている。この容器は図示の例では断面が六角形の複数
のセルからなる層３層で構成されている。各層の稜は互
いに30°の角度をなし、セルで構成される柱の軸はアー
チ状構造物の対称軸に平行な平面内にある。第２の柱
は、第６図に示したように第１の柱と交差する。すなわ
ち、第２の柱の軸線はアーチの部分の柱の対称軸と垂直
であり、断面が菱形の第３の柱の軸は他の２つの柱の軸
線の方向と直交している。

扉を構成するセルは、任意の物質、混合物等で満たす
とよい。しかし、ガスまたは空気を使用する場合には、
扉は封鎖位置においてわずかにアーチ状構造物の出口の
ほうに向けて傾くようにして、開放時には常に下方への
力が働くようにする。

液体を注入する場合には扉は後方に傾けておく（第33
図）。すると、液体を一部排出したときにこの扉の重心
がアーチ状構造物の前方に移動して扉が開く。

封鎖位置における支持面にはダンパ251を取り付け
る。このダンパは爆風の影響による圧力を吸収して扉の
内部に分散させる。その際セルを構成する平面に設けら
れた開口部を通って圧力が伝わるので、吸収されたエネ
ルギーはゆっくりと回収されて、扉が跳ね返るという望
ましくない事態を避けることができる。蝶番241をダン
パに対して浮いた状態に取り付けることも可能である。

N.B.C.に対して気密であるようにするためには、扉の
支持面とアーチ状構造物の間にマイクロ波シールドを配
置するとよい。

第37図には一連のカウンタウェイトが図示されてい
る。第１のカウンタウェイト252は可変体積部253を備え
ているため扉の開閉が容易に行える。このことについて
以下に説明する。

可変体積部253の体積を減らすと、カウンタウェイト2
52はガイドされて所定の距離移動し、所定の高さに保持
されたカウンタウェイト254に衝突する。このカウンタ
ウェイト252は、次にはカウンタウェイト255に、さらに
カウンタウェイト256に衝突する。カウンタウェイトの
作用は、傾斜している扉が重いほど大きい。また、ガイ
ドの形状のために、扉が完全に開放されるまでカウンタ
ウェイトは効果的に減速される。

体積の減ったカウンタウェイトの重量は、水平位置に
あるときの扉の重量よりもわずかに軽い。

扉を閉めるためには可変体積部253に物質を満たす
か、あるいは、それと同じ重さを扉から除く。すると、
扉引き戻し装置により扉は封鎖位置に戻される。すなわ
ち、カウンタウェイト256は停止位置まで下降してその
位置に保持される。続いてカウンタウェイト255、さら
にカウンタウェイト254がそれぞれの停止位置に止ま
る。最後にカウンタウェイト252がガイドの端部に戻
る。

わずかに後方に傾いている扉に再び物質を注入する。

このように慣性を可変にする場合には、カウンタウェ
イトの重量や配置、ガイドの形状、可変にするカウンタ
ウェイトの体積に制約はない。

扉を同様の運動により開閉させるには、第38図に示す
ようにジャッキ258を使用してもよい。

扉の後部は平面である。扉の後部平面とアーチ状構造
物の後方面の接続部は扉が開いたときの活荷重を支持で
きる強度があればよいから、壁面を薄くした大きなセル
か、あるいは単に適当にスペースをあけて固定した支柱
（第38図の参照番号259）で構成する。

扉が閉じられていると、アーチ状構造物の入口の地面
で爆発が起こった場合にこの爆発に起因して発生する圧
力は隔壁243で弱められ、この圧力は膨張用区画244内で
さらに小さくされる。

アーチ状構造物の入口から構造物の縦軸線にほぼ平行
に発射された砲弾はその前面に60°以上の入射角で衝突
する。この砲弾は、内部に侵入すると第１の面とは向き
の異なる装甲面に衝突し、次いでこの第２の面とは異な
る向きの面に衝突する。同様のことが扉の厚さ全体にわ
たって続く。

非常に硬い板を扉の外面に固定して砲弾の侵入を妨げ
る。例えば、セラミック、炭素／炭素等の強化樹脂、耐
熱性に優れ、かつ機械的強度の大きな複数の材料のサン
ドイッチが使用される。

砲弾のエネルギーの一部はこのアーチ状構造物の中心
部が変形するのに費やされ、次いでこのエネルギーが全
体に分散される。

内部の液体は、セルの開口部が整流壁を構成するよう
に配置されているため運動が制約される。従って、この
内部液体は及ぼされる力を吸収するのに寄与する。

圧縮用区画を設けて流体を循環させる。この区画は圧
力吸収にも役立つ。

まとめると、砲弾の構造物に対する入射角と侵入抵抗
が次々に変化するので砲弾の侵入が妨げられる。また、
所定の大きさで整流壁を形成するように配置されている
開口部を通って流れる流体の運動により、すべての力は
球状に分散する圧力に変換される。力の中には内部での
爆発に起因する力も含まれる。

上記の本発明の原理を応用した例として、複数のパネ
ルを第39図（断面図）と第40図（平面図）に示したよう
に配置したものを組合せた構成であり、サイロ等の円筒
状鉛直構造物を保護し、かつあらゆる物体を取り出すの
に扉を素早く開放できる構造物が考えられる。

第41図に示すように、ジャッキ261に制御される台の
上に取り付けられて地面と高さが同じになっている任意
の装置、例えば電波送信機やレーザ光線放射装置を短時
間の間外部に露出させ、位置、方位角ともにまったく自
由にして動作させた後再び内部に素早く収納して保護す
る場合には、閉鎖用パネルの延長部分をレバー用アーム
260とするのが好ましい。すると、重心の移動による運
動とは独立に、レバー用アームは、台を上下させるジャ
ッキ261の支持体の作用で開閉される。

本発明の原理を応用した別の例によると、運搬および
保管用の安全コンテナが実現される。

現在約1300万種の化合物が知られていて、そのうちの
約５〜６万種が市販されている。分子および細胞に関す
る新しい知見により毎年500〜1000種の化合物が新たに
生産されている。工業的に大量に生産されている化合物
としては、塩素、アンモニア、シアン化水素、ホスゲ
ン、イソシアン酸メチル（M.I.C.）、ベンゼン、トリク
ロロフェノール、ジオキシン、神経ガス、幻覚ガス、催
吐ガス等がある。

液化した上記のガスを炭化水素と混合することにより
何百万トンもの危険な物質が毎年運搬され、貯蔵されて
いる。

放射性物質運搬用安全コンテナは、100〜200mmの厚さ
の鋼鉄で製造されており、円筒形をしている。放射線を
減衰させることができ、所定の高さからの落下試験およ
び炭化水素炎に所定時間に露す試験に合格するコンテナ
は、空のときでも70トンの重量になる。

（空の重量／充填時の重量）の比の最良の値を決める
のは特に難しい。さらに、火、放射線、ガス、化学薬品
から保護し、かつ特殊な抑制剤を近くに常に存在させて
おき、しかも起こる可能性がないとはいえない砲弾によ
る衝撃に対する抵抗力があるようにすることは難しそう
に見える。

ところが本発明の原理を応用すると上記の条件をすべ
て満足させることができる。

例えば、コンテナを構成するには、複数の区画からな
る第25図に示した部材、第６図に示した断面が六角形の
柱、第42図に示した２つの平面からなる部材、または、
第43図に示す、外面265が砲弾に対して抵抗力があるよ
うにした部材を用いる。第43図の構造が砲弾に対して抵
抗力があることは、既に説明した。もちろんこれ以外の
部材を用いてもかまわない。

区画262、263、264は互いに独立しており、これら区
画を構成するセルは互いに連続している。

コンテナの縦軸線に垂直な鉛直断面図（第44図）に
は、柱111、112、113（第６図）で構成された容器が３
つ重ねられている様子が示されている。

事故の際には、臨界温度が70℃の材料Ａを移動させ
て、保護し、消滅させなければならない。さらに、材料
Ａは放射性であるが、この放射線は材料Ｂで阻止するこ
とができる。材料Ｃは材料Ａの抑制剤である。区画263
は使用されない。というよりは、この区画263には区画2
62と区画264を連通させる機能がある。

区画264には、消火剤Ｄを含む流体を注入する。隔壁2
66には材料Ｂを張りつける。同様に、区画262のセルの
傾斜壁面にも材料Ｂを張りつける。区画262内の材料Ｃ
は温度調節しておくとよい。材料Ａが臨界温度に達する
と、ヒューズにより材料Ｃが解放されて材料Ａが区画26
2の内部に閉じ込められる。

全体の外部温度が例えば炭化水素炎により過度に高く
なると、区画264内の消火剤Ｄは圧力が上昇して圧力感
知ヒューズ268を通って放出される。安全度を高くする
には、ヒューズ268を温度に対しても反応するようにし
ておくとよい。

面265およびこの構造物中で面265と同じ方向を向いた
他の面は、装甲扉への応用の部分で記述した衝撃抵抗性
材料で覆うとよい。

面266およびこの構造物中で面266と同じ方向を向いた
他の面は、材料Ａの効果に対する抵抗性のある材料で覆
うとよい。

この実施例は唯一のものではなく、構成材料、強化材
料、ヒューズ、圧力、温度等を互いにいろいろと組合せ
ることが可能である。

上記の構造物は縦、横、対角方向に延在するセル列を
含むことが好ましい。セルは壁面が強化され厚くなっ
て、全体の重量および要求される性能に合致した内部フ
レームを構成している。

空の状態で運搬する際には、全体から液体を排出させ
ておく。

第45図においては隙間にパネル269がはめ込まれてい
るが、本発明の構造物全体の堅固さは変化しない。パネ
ルにはシート部材を取りつけておくとよい。相互を接続
するには、柱の軸線と同方向のピン270を用いる。

本発明の原理の別の応用はフィルタまたはパーベーパ
レーション用の装置に関する。もちろんここに記載され
ている例がすべてではない。

セルロースアセテートまたはポリマーからなるフィル
タにおいては熱応力が発生し、しかもこのフィルタは圧
力差に対する抵抗力が小さいので、孔の直径が非常に小
さい（20Å以上）無機材料の膜、例えば炭素、ジルコニ
ア、アルミナ、酸化チタン等の膜のほうが好まれる。フ
ィルタの逆浸透圧、ミクロ濾過、限外濾過特性は、交換
表面積により規定される。また、フィルタは相対的なも
ろさにより特徴づけられる。

これに対して構成材料の気孔率を非常に正確に制御す
ること、すなわち被覆を被せて気孔率を正確に制御する
ことができる。

第18図に示した構成要素、または第６図および第８図
に示した区画は、強度が大きく、小さな体積でありなが
ら表面積が大きいので、隔壁の多孔度または気密度に応
じて逆浸透圧、ミクロ濾過、限外濾過またはこれらの組
合せ、あるいは前端濾過や接線濾過に使用可能なフィル
タ要素の構成要素とすることができる。

第18図においては鉛直方向の柱は端が封鎖されている
ので、柱の中心に向かって外部から圧力を及ぼす場合に
は、この圧力は多孔度の高い周辺部の平面ほど流体の圧
力差が大きくなるように作用する。その結果、柱の中心
部よりも周辺部で圧力が高くなって濾過が行われる。流
体はすでに浄化されているため、内側の柱ほど隔壁の多
孔度は小さくてよい。

第６図の構成要素において柱群111、112、113のいず
れかの所定の面を気密にして、その面から浸透により内
部の流体を排出することができる。

一群の柱161、170、171、180、181、190、191を多孔
性セラミックＡ（約15ミクロンの孔）を用いてマクロな
多孔性物体とし、柱180の外面182、183、184にはセルロ
ースアセテート、ポリマーまたはスリップの膜を付着さ
せて適当に処理することにより例えば1000Åの孔を設け
る。内側面185、186、187にもやはり膜を付着させて処
理することにより500Åの孔を設ける。マクロな多孔性
物体をパイプと交差させて、第６図に示す内部形状とす
ることができる。

マクロな多孔性物体の各面ごとに多孔度が異なってい
てもよい。あるいは面を気密にして浸透流体を回収する
ための排出口とすることもできる。

このような交差体はセラミック接合により第１の柱と
一体となっている。

本発明のいろいろな構成要素を柱の軸方向である３方
向に配置して多孔面と気密面を適当に組合せることによ
り、排出口を内部に組み込んだ構造のフィルタを構成す
ることができる。

セラミックおよびスリップを使用する場合に逆流によ
る濾過砂の洗浄を行うには、回収用排出口に逆圧を与え
て洗浄用流体を柱161の軸線のまわりに遠心力により回
転させる（第18図）。

本発明の原理の電子工業への応用。

現在のスーパーコンピュータはいわゆる「フォンノ
イマン」型（シーケンスモードSISD）の構成である。

将来の知能処理システム（KIPS）においていわゆる並
列構造とする場合、例えばS.D.I.M.D.、M.I.M.D.、さら
にはL.A.U.とする場合には、２つの物理的問題点があ
る。すなわち、高速バイポーラ素子を使用すると消費さ
れる電気エネルギーが大きく大量の熱が発生すること
と、最新のシーケンシャルまたは並列構造においては接
続ケーブルが単一のユニットだけでも700kmの長さにな
ることである。

この場合、本発明の原理は、コンピュータシステムの
設計と密接な関係のある多方向構造に応用することがで
きる。この様子が特に第19図に示されている。

中空の柱161、170、180、190が同一の多孔性基体（例
えば15ミクロンの孔）の一部を構成して、構造物全体の
支持体として機能している。柱161と170、柱161と180、
柱161と190に共通する面は２ミクロンの孔を有する膜で
覆われている。柱161の他の３つの面は、0.5ミクロンの
孔を有する膜で覆われている。

柱190の面182と192、柱170の面173と193、柱180の面1
72と183は、0.5ミクロンの孔を有する。

柱190の外面194、195、196はすべて気密になってい
る。柱170と180の外面も同様である。

内側面（第13図）の開口部138、139、137a、134a、部
材131および132の対称性、さらに、部材133の面143、14
4および部材133と対称な部材131を利用して、例えば濾
過された冷たいガス流をサーモスタット式に調節して各
柱の全長にわたってガス圧が等しくなるようにする。

第19図の柱161に注入された冷却流体は構造物全体に
拡散させるが、一部は直接に、一部は隣接する柱の壁面
を通して拡散させる。

柱161と柱170、180、190の間の共通面の多孔度は水頭
損失を考慮して計算する。

圧力が平衡するよう、柱170、180、190の気密面の気
密部分には例えば柱170における孔の少ない排出用窓178
のような排出窓を設けるとよい。各柱の端部は気密にな
っている。

この結果、全部の柱、特に柱171、181、191の冷却状
態を制御することができる。この３本の柱171、181、19
1は、３つの外面がそれぞれ軸177、187、197のまわりに
回転する。柱171の軸177のまわりの回転が図示されてい
る（第19図）。

柱の長さは任意である。

中央処理装置は、任意の形状の平面で構成された柱16
1の内部に円錐状の挿入可能な滑動可能フレームに取り
付ける。

差込みボード式の特殊なプロセッサが、第19図の配置
の柱の内面、例えば、開放式の柱171の扉の内側および
固定面の内側に固定されている。接続線は、閉じた状態
でコネクタ198、199に沿って設置する。

ボードそれ自体には多孔質性または所定の多孔度の窓
を有する気密性の基板を用いるとよい。

このようにして、中央部のプロセッサと周辺部のプロ
セッサの接続線を可能な限り短くすることができる。こ
の結果、方向性冷却流により接続線の所定の部分または
問題となっているプロセッサ自体の冷却がサーモスタッ
ト式に制御された状態にあるユニットにおける信号伝達
時間を非常に短くすることができる。

同様の原理は、任意の媒体にデータを記憶させたり、
任意の媒体中でデータ処理を行ったりするのに利用する
ことができる。

読出し／書込み装置は中央部の柱の中で回転できるよ
うにする場合と、この柱の外部に設置する場合とが考え
られる。データ媒体は、全体の柱161の対称軸のまわり
に回転させて読出し／書込み装置の正面に位置させる。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の構成要素の第１の実施例の斜視図
である。この構成要素は透明であると仮定してあるた
め、内部構造がわかる。

第２図は、第１図に示した構造物を構成する開口部の
ない中央部セルの透視図である。

第３図は、第２図と同じセルであるが複数の開口部を
有するセルの透視図である。

第４図は、断面が６角形の２つの柱群が互いに直交す
る場合の実施例の透視図である。

第５図は、第４図に示された柱群中の柱の配置の断面
図である。

第６図は、３つの柱群のうちの１つの断面が菱形であ
る場合の実施例の透視図である。

第７図は、第６図に示された柱群中の柱の配置の断面
図である。

第８図は、第６図に示した方法で得られた構造物の全
体の透視図である。

第10図は、パイプ状構成要素の折り曲げ途中の状態を
示す図である。

第11図は、折り曲げられたパイプ状構成要素を１枚の
シート上に固定した状態を示す図である。

第12図は、第１図に示した実施例の構成要素が膨らみ
つつある状態の断面図である。

第13図は、第４図に示した実施例の構成要素の詳細を
示す透視図である。

第14図、第15図、第16図、第17図は、第４図の構成要
素の製造方法を示す図である。

第18図は、パイプ状構成要素が支柱、マスト、動力伝
達軸等の機能を果たす場合の本発明の一実施例の透視図
である。

第19図は、電子ユニットがサーモスタット方式で制御
されるようにした、本発明の一実施例の透視図である。

第20図は、環状構成要素の一部分であるセルの透視図
である。

第21図は、セルを組合せて環状アーチを形成した場合
の透視図である。

第22図は、第21図に詳細に示したアーチの多層構造の
全体を示す透視図である。

第23図は、柱状の層の間の連通状態を示す断面図であ
る。

第24図は、本発明の構成要素を用いて構成された扉を
備える建物の透視図である。

第25図は、第24図の扉の詳細を示す透視図である。

第26図は、第25図の扉を構成するセルの透視図であ
る。

第27図は、第25図の扉の一部分の鉛直断面図である。

第28図は第29図、第30図は第27図と類似の別の実施例
の断面図である。

第31図は、本発明による平面状でない扉を含むアーチ
を一部分省略して示した透視図である。

第32図は、第31図アーチの下の扉の配置状態を示す透
視図である。

第33図は、本発明の扉の断面とアーチの下での配置を
示す図である。

第34図は、第33図に示された防護壁の正面図である。

第35図は、第33図に示された防護壁の別の実施例の正
面図である。

第36図は、複数の傾斜面で構成された本発明の扉の透
視図である。

第37図は、開閉のために慣性を変化させることのでき
る本発明の扉の、アーチの下方での状態を示す断面図で
ある。

第38図は、ジャッキを用いて開閉させる扉の断面図で
ある。

第39図は、第40図に示した開口装置を構成する４つの
要素のうちの２つについての鉛直断面図である。

第40図は、４つの要素からなる第39図の組立体の水平
断面図である。

第41図は、地下に配置された本発明の開口装置の断面
図である。

第42図は、本発明の隔壁を形成する柱を積み重ね、並
置した状態の部分断面図である。

第43図は、第42図と同様であるが、表面が傾斜してい
る場合の図である。

第44図は、コンテナの縦軸の中央での鉛直断面図であ
る。

第45図は、複数の区画を有する本発明の構造物の内部
にアクセスしている状態の鉛直断面図である。

〔符号の説明〕

１……軍事用建造物、２……開口部、３……扉、４……
レール、６……容器、７……セル、８、９……鉛直隔
壁、10a、10b、11a、11b、12a、12b……開口部、13……
供給ダクト、14……排出溝、15……水平隔壁、16……装
甲板、20……構成要素、21……構造物、101……水平平
面、102、103……鉛直平面、111、112……六角柱、11
4、115……長方形の柱、116……菱形または平行四辺形
の柱、121……パイプ状構成要素、122……縁部、123、1
50、209、219、229……シート、124……孔、130、132、
131、133……部材、134、135、136、137……四面体、14
0、141、142、143、144……面、146……部材、152……
帯領域、155……孔、201、211、217……セル、220……
逆流防止弁、221……多チャネルバルブ、240a……アー
チ状構造物、240……扉、241……蝶番、243、243a……
隔壁、244……膨張用区画、251……ダンパ、252、254、
255、256……カウンタウェイト、253……可変体積部、2
58、261……ジャッキ、259……支柱、260……レバー用
アーム、269……パネル269、270……ピン270

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】断面が多角形の中空の柱を複数並置してな
る柱群を互いに交差させて、該柱相互の交差部分に、空
間を埋めて並置並びに積層されるセルが規定される構造
の多方向性自己支持式セル要素部材であり、該柱の各々は、ひとつの面または曲面に沿って並置され
た隣接する柱を規定する平面のみを共通にし、ひとつの柱の各稜が、該柱に交差する他の柱の少なくと
も１つの稜と交差し、且つ、該交差部分に形成されたセ
ルの稜が該柱を規定する平面の交差部分に完全に含まれ
ることを特徴とする要素部材。
【請求項２】上記柱群の１つが、中央に配置された柱
と、該中央の柱を環状に包囲する並置された複数の柱と
で構成され、該並置された柱が、他方向を向いた他の柱（170a、172
a、180a、181a、190a、および191a）からなる柱群と交
差していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の
要素部材。
【請求項３】上記中央に配置された柱（161）が、中空
であるか、または、他の柱の面と連続していない任意の
面を内部に備えることを特徴とする請求の範囲第２項に
記載の要素部材。
【請求項４】上記柱群が、上記中央に配置された柱161
の軸線に対して対称な構造を有することを特徴とする請
求の範囲第２項または第３項のいずれか１項に記載の要
素部材。
【請求項５】上記セルが、互いに独立であるか、また
は、グループ分けされていることを特徴とする請求の範
囲第１〜４項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項６】上記セルが、該要素部材全体で全て連通し
ているか、または、各グループ内で連通していることを
特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載
の要素部材。
【請求項７】上記セルが、該セルの壁面が整流壁を構成
するように配置された開口部10a、10b、11a、11b、12
a、12cを備えることを特徴とする請求の範囲第６項に記
載の要素部材。
【請求項８】上記セルが、方向性弁220を介して、全体
が完全に連通し、または各グループ内で連通しているこ
とを特徴とする請求の範囲第６項または第７項のいずれ
か１項に記載の要素部材。
【請求項９】上記セルが、熱、圧力または化学薬品を含
む手段の任意の組合せにより破断する破断領域型のヒュ
ーズ267および268を介して相互に連通していることを特
徴とする請求の範囲第６〜８項のいずれか１項に記載の
要素部材。
【請求項１０】自由に、若しくは、アラーム270、271、
272または表示器に接続されたヒューズを介して外部に
通じているセルが表面に配置されていることを特徴とす
る請求の範囲第６〜９項のいずれか１項に記載の要素部
材。
【請求項１１】上記セルが、静止または運動している流
体で満たされていることを特徴とする請求の範囲第１〜
10項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項１２】上記流体が、所定の体積を占め、且つ、
温度、圧力の変化または応力下で性質が変化することを
特徴とする請求の範囲第11項に記載の要素部材。
【請求項１３】上記流体が、ダンパの役割を果たすガス
または圧縮可能材料を含むことを特徴とする請求の範囲
第11項または第12項に記載の要素部材。
【請求項１４】上記セル内の流体の一部または全部を排
出させることにより慣性が変化するように構成されてい
ることを特徴とする請求の範囲第11〜13項のいずれか１
項に記載の要素部材。
【請求項１５】上記慣性が変化したときに鉛直面または
その他の面内で重心が移動するように構成されているこ
とを特徴とする請求の範囲第11〜14項のいずれか１項に
記載の要素部材。
【請求項１６】上記セルが、重力または圧力による流体
排出装置13に接続されていることを特徴とする請求の範
囲第11〜15項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項１７】上記セルを満たす流体が、圧力あるいは
温度の変化若しくは化学薬品の作用により該流体と混合
して、発泡剤、固定剤又はゲル化剤として作用する物質
を含むことを特徴とする請求の範囲第11〜16項のいずれ
か１項に記載の要素部材。
【請求項１８】ひとつの柱群内に位置する、該柱群と交
差する他の柱の構成面が、自己ブロック式の構造である
ことを特徴とする請求の範囲第１〜17項に記載の要素部
材。
【請求項１９】上記要素部材の構成面が、合成材料、無
機材料、または複合材料を単独で使用した材料または組
合せた材料で構成され、或いは被覆されていることを特
徴とする請求の範囲第１〜18項のいずれか１項に記載の
要素部材。
【請求項２０】上記要素部材の構成面は、全体または一
部が、金属または合金若しくは金属または合金を組合せ
た材料で構成されていることを特徴とする請求の範囲第
19項に記載の要素部材。
【請求項２１】上記要素部材の構成面が、ガラス繊維、
炭素繊維、シリコン繊維を含む繊維を混入された材料で
形成されており、該繊維が、織られて、またはランダム
に、若しくは一方向に配向して、または多方向を向いて
いることを特徴とする請求の範囲第１〜20項のいずれか
１項に記載の要素部材。
【請求項２２】上記要素部材の構成面が、強化セラミッ
クまたは非強化セラミックで構成され、または被覆され
ていることを特徴とする請求の範囲第１〜20項に記載の
要素部材。
【請求項２３】上記要素部材が、柔軟な構成面を備えて
いることを特徴とする請求の範囲第１〜22項のいずれか
１項に記載の要素部材。
【請求項２４】上記要素部材が、堅固な構成面により構
成されていることを特徴とする請求の範囲第１〜22項の
いずれか１項に記載の要素部材。
【請求項２５】上記セルを規定する壁面の少なくとも一
部が、多孔質であることを特徴とする請求の範囲第１〜
24項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項２６】上記要素部材の構成面の全体または一部
が、被覆用の基板として機能する物体で構成されている
ことを特徴とする請求の範囲第１〜25項のいずれか１項
に記載の要素部材。
【請求項２７】上記要素部材の構成面が、組合せまたは
並置により、物理的または化学的に互いに異なる性質を
有することを特徴とする請求の範囲第１〜27項のいずれ
か１項に記載の要素部材。
【請求項２８】上記要素部材の構成面が、各構成面ごと
に、または一部の構成面において、または各軸線に沿っ
て、厚さおよび構成材料が異なることを特徴とする請求
の範囲第１〜28項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項２９】上記要素部材の構成面が、あらゆる特定
の状態の組合せであることを特徴とする請求の範囲第１
〜29項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項３０】断熱および／または遮音の機能を有する
工業用、戦略用、農業用、個人用または集団用の耐震構
造物の構成要素であることを特徴とする特許請求の範囲
第１〜29項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項３１】膨張可能構造物の構成要素であることを
特徴とする特許請求の範囲第１〜29項のいずれか１項に
記載の要素部材。
【請求項３２】装甲格納庫、サイロを含む安全閉鎖装置
の扉の構成要素であることを特徴とする特許請求の範囲
第１〜29項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項３３】濾過部材またはパーベーパレーション部
材を含む分離部材の構成要素であることを特徴とする特
許請求の範囲第１〜29項のいずれか１項に記載の要素部
材。
【請求項３４】コンテナ、タンク、可動式または自己推
進式シェルタを含む可動式または固定式組立体の密閉容
器の構成要素であることを特徴とする特許請求の範囲第
１〜29項のいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項３５】機体、翼、隔壁、床、舵、推進機のフレ
ームまたは支持体を含む航空用および宇宙航空用構造物
の構成要素であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項から第29項までのいずれか１項に記載の要素部材。
【請求項３６】電子装置用筐体の構成要素であることを
特徴とする特許請求の範囲第１〜29項のいずれか１項に
記載の要素部材。
【請求項３７】船体、潜水船体、マスト、水門、洋上建
造物を含む海洋構造物の構成要素であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１〜29項のいずれか１項に記載の要
素部材。
【請求項３８】断面が多角形の中空の柱を複数並置して
なる柱群を互いに交差させて、該柱相互の交差部分に、
空間を埋めて並置並びに積層されるセルが規定される構
造の多方向性自己支持式セル要素部材であり、該柱の各
々は、ひとつの面または曲面に沿って並置された隣接す
る柱を規定する平面のみを共通にし、ひとつの柱の各稜
が、該柱に交差する他の柱の少なくとも１つの稜と交差
し、且つ、該交差部分に形成されたセルの稜が該柱を規
定する平面の交差部分に完全に含まれる要素部材を製造
する方法であって、上記要素部材の構成部材を、平板な部材の形状に一体に
組立て固定して平板状組立体とした後、該平板状組立体
の内部に流体を導入することにより、または、該平板状
組立体を組み立てる際に該構成部材の間に注入した膨張
剤を膨張させることにより、該組立体を膨張させて上記
要素部材とすることを特徴とする要素部材の製造方法。
【請求項３９】上記組立体が完成形状となった後に、上
記要素部材の構成面となる部材を硬化させて堅固にする
ことを特徴とする請求の範囲第38項に記載の要素部材の
製造方法。
【請求項４０】断面が多角形の中空の柱を複数並置して
なる柱群を互いに交差させて、該柱相互の交差部分に、
空間を埋めて並置並びに積層されるセルが規定される構
造の多方向性自己支持式セル要素部材であり、該柱の各
々は、ひとつの面または曲面に沿って並置された隣接す
る柱を規定する平面のみを共通にし、ひとつの柱の各稜
が、該柱に交差する他の柱の少なくとも１つの稜と交差
し、且つ、該交差部分に形成されたセルの稜が該柱を規
定する平面の交差部分に完全に含まれる要素部材の予備
成形体を任意の方法で作製し、該予備成形体のセルを充
填材で満たし、次いで該予備成形体を除去し、次いで該
充填材の内部に残された空隙を利用して上記要素部材を
鋳造することを特徴とする要素部材の製造方法。
【請求項４１】断面が多角形の中空の柱を複数並置して
なる柱群を互いに交差させて、該柱相互の交差部分に、
空間を埋めて並置並びに積層されるセルが規定される構
造の多方向性自己支持式セル要素部材であり、該柱の各
々は、ひとつの面または曲面に沿って並置された隣接す
る柱を規定する平面のみを共通にし、ひとつの柱の各稜
が、該柱に交差する他の柱の少なくとも１つの稜と交差
し、且つ、該交差部分に形成されたセルの稜が該柱を規
定する平面の交差部分に完全に含まれる要素部材を製造
する方法であって、該要素部材の構成部材を、接着、加熱、振動、圧力、衝
撃、放射線、レーザ、電子ビーム照射を含む任意の方法
での溶接して結合することを特徴とする要素部材の製造
方法。