JPH072494A - 膨らみ膨張体 - Google Patents
膨らみ膨張体Info
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- JPH072494A JPH072494A JP6112445A JP11244594A JPH072494A JP H072494 A JPH072494 A JP H072494A JP 6112445 A JP6112445 A JP 6112445A JP 11244594 A JP11244594 A JP 11244594A JP H072494 A JPH072494 A JP H072494A
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- expander
- lifting
- bulging
- bulge
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
- B29C53/564—Winding and joining, e.g. winding spirally for making non-tubular articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
- B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
- B66F3/24—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads fluid-pressure operated
- B66F3/25—Constructional features
- B66F3/35—Inflatable flexible elements, e.g. bellows
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2022/00—Hollow articles
- B29L2022/02—Inflatable articles
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Geology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
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- Actuator (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的大きい持ち上げ高さ全体に亘り高い持
ち上げ能力を発揮させ、また単位持ち上げ能力当たりの
重量を従来に比して低減する。 【構成】 リフティング体１０などとして使用される膨
らみ膨張体。膨らまされていない状態に於ては平坦であ
り、膨らまされた状態に於ては非球形及び非円筒形の実
質的に幾何学的に連続的な機械的平衡形状を有する繊維
強化エラストマ体１２を含む。繊維強化エラストマ体の
繊維強化部は回転対称のコア体の周りに測地的に巻き付
けられた繊維よりなっている。
ち上げ能力を発揮させ、また単位持ち上げ能力当たりの
重量を従来に比して低減する。 【構成】 リフティング体１０などとして使用される膨
らみ膨張体。膨らまされていない状態に於ては平坦であ
り、膨らまされた状態に於ては非球形及び非円筒形の実
質的に幾何学的に連続的な機械的平衡形状を有する繊維
強化エラストマ体１２を含む。繊維強化エラストマ体の
繊維強化部は回転対称のコア体の周りに測地的に巻き付
けられた繊維よりなっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化エラストマ体
を含む膨らみ膨張体に係り、特にリフティング体とし
て、気体物質、液化物質、液体物質のための圧力容器と
して、又は漏洩を防止するための手段として好適な膨ら
み膨張体に係る。
を含む膨らみ膨張体に係り、特にリフティング体とし
て、気体物質、液化物質、液体物質のための圧力容器と
して、又は漏洩を防止するための手段として好適な膨ら
み膨張体に係る。
【０００２】
【従来の技術】リフティング体は、例えば人を下敷き状
態にしている壊れた構造体の部品のような重量物体を持
ち上げるために使用される。人が下敷き状態になる原因
はひどい地震、建物の倒壊、航空機や列車の事故などで
ある。この様な状況に於てはリフティング体を適用する
ための差し入れ口は一般に非常に狭い。従ってこの様な
状況に於ては膨らまされていない状態に於て非常に平坦
である膨らみ膨張可能なリフティング体、即ちリフティ
ングバッグが使用される。
態にしている壊れた構造体の部品のような重量物体を持
ち上げるために使用される。人が下敷き状態になる原因
はひどい地震、建物の倒壊、航空機や列車の事故などで
ある。この様な状況に於てはリフティング体を適用する
ための差し入れ口は一般に非常に狭い。従ってこの様な
状況に於ては膨らまされていない状態に於て非常に平坦
である膨らみ膨張可能なリフティング体、即ちリフティ
ングバッグが使用される。
【０００３】リフティングバッグの他の用途は、例えば
採鉱業に於て重量機械を移動させたり、タイヤを交換し
たり、建物を持ち上げて高さ調整したり、鉄道やトロッ
コのレールを交換したりすることに加えて、建築に於て
鉄鋼のビーム材を互いに押し離したり、溶接作業の目的
で船舶構成ブロックやプレートを互いに押し付けたりす
ることである。
採鉱業に於て重量機械を移動させたり、タイヤを交換し
たり、建物を持ち上げて高さ調整したり、鉄道やトロッ
コのレールを交換したりすることに加えて、建築に於て
鉄鋼のビーム材を互いに押し離したり、溶接作業の目的
で船舶構成ブロックやプレートを互いに押し付けたりす
ることである。
【０００４】当技術分野に於ては、リフティングバッグ
は二つの種類、即ち高圧バッグと低圧バッグとに区別さ
れる。低圧バッグはその持ち上げ高さ全体に亘り一定の
持ち上げ能力を発揮する。更に単位面積当りの力が制限
されるので、弱い面が損傷されることはない。持ち上げ
能力は接触面積の大きさに依存する。
は二つの種類、即ち高圧バッグと低圧バッグとに区別さ
れる。低圧バッグはその持ち上げ高さ全体に亘り一定の
持ち上げ能力を発揮する。更に単位面積当りの力が制限
されるので、弱い面が損傷されることはない。持ち上げ
能力は接触面積の大きさに依存する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】低圧バッグは一般に大
気圧よりも約０．２〜１．０ bar高い空気圧にて作動
し、広い面積に対し作用する。持ち上げ高さは一般に約
２５〜３００cmであり、持ち上げ能力は１６ ton程度で
ある。
気圧よりも約０．２〜１．０ bar高い空気圧にて作動
し、広い面積に対し作用する。持ち上げ高さは一般に約
２５〜３００cmであり、持ち上げ能力は１６ ton程度で
ある。
【０００６】一方、高圧バッグは比較的狭い領域に対し
高い持ち上げ能力を発揮するが、その持ち上げ高さは制
限される。
高い持ち上げ能力を発揮するが、その持ち上げ高さは制
限される。
【０００７】一般に高引張り強さのポリアミド繊維にて
強化された加硫ゴムにて形成される高圧バッグは５〜１
２ barの空気圧にて作動する。高圧バッグの持ち上げ能
力は１０〜７５ ton程度である。しかし最大持ち上げ高
さは制限され、また高圧バッグにより発揮される力は狭
い面積に対し作用し、そのため弱い面が損傷されること
がある。更に高圧バッグはそれが膨らまされると平坦な
矩形の形状より枕形を経て完全に膨らまされた状態の球
形まで形状を変化するという特性を有し、完全に膨らま
された状態の球形は高圧バッグ構成材料の平衡形状であ
る。またバッグの角部はバッグの強度を制限する弱い部
分である。
強化された加硫ゴムにて形成される高圧バッグは５〜１
２ barの空気圧にて作動する。高圧バッグの持ち上げ能
力は１０〜７５ ton程度である。しかし最大持ち上げ高
さは制限され、また高圧バッグにより発揮される力は狭
い面積に対し作用し、そのため弱い面が損傷されること
がある。更に高圧バッグはそれが膨らまされると平坦な
矩形の形状より枕形を経て完全に膨らまされた状態の球
形まで形状を変化するという特性を有し、完全に膨らま
された状態の球形は高圧バッグ構成材料の平衡形状であ
る。またバッグの角部はバッグの強度を制限する弱い部
分である。
【０００８】状況の必要性に応じて高圧バッグ又は低圧
バッグが使い分けられる。高圧バッグに於ては、持ち上
げ高さの増大につれて作用面積が漸次減少することに起
因して持ち上げ力が漸次減少するという欠点がある。人
命救助活動に於ては、一般に、大きい持ち上げ高さ全体
に亘り一定の高い持ち上げ力が必要である。
バッグが使い分けられる。高圧バッグに於ては、持ち上
げ高さの増大につれて作用面積が漸次減少することに起
因して持ち上げ力が漸次減少するという欠点がある。人
命救助活動に於ては、一般に、大きい持ち上げ高さ全体
に亘り一定の高い持ち上げ力が必要である。
【０００９】本発明の課題は従来の膨らみ膨張体に於け
る上述の如き問題を解消することであり、本発明の一つ
の目的は比較的大きい持ち上げ高さ全体に亘り高い持ち
上げ能力を発揮する膨らみ膨張体を提供することであ
る。また本発明の他の一つの目的は単位持ち上げ能力当
たりの重量が従来に比して小さい膨らみ膨張体を提供す
ることである。
る上述の如き問題を解消することであり、本発明の一つ
の目的は比較的大きい持ち上げ高さ全体に亘り高い持ち
上げ能力を発揮する膨らみ膨張体を提供することであ
る。また本発明の他の一つの目的は単位持ち上げ能力当
たりの重量が従来に比して小さい膨らみ膨張体を提供す
ることである。
【００１０】
【発明の概要】本発明は、膨らまされていない状態に於
ては平坦であり、膨らまされた状態に於ては非球形及び
非円筒形の実質的に幾何学的に連続的な機械的平衡形状
を有する繊維強化エラストマ体を含む膨らみ膨張体、好
ましくはリフティング体に関するものである。極部若し
くは加圧媒体のための導入口（排出口）のみが繊維強化
エラストマ体の形状に不連続部を形成している。
ては平坦であり、膨らまされた状態に於ては非球形及び
非円筒形の実質的に幾何学的に連続的な機械的平衡形状
を有する繊維強化エラストマ体を含む膨らみ膨張体、好
ましくはリフティング体に関するものである。極部若し
くは加圧媒体のための導入口（排出口）のみが繊維強化
エラストマ体の形状に不連続部を形成している。
【００１１】本発明の膨らみ膨張体は繊維強化エラスト
マ体を含んでいる。繊維は実質的に測地線に沿って配向
されており、膨らみ膨張体の形状は各繊維の何れの部位
に於ても負荷が実質的に等しい（引張り応力が実質的に
等しい）よう設計される。膨らみ膨張体の構造、製造、
使用が膨らみ膨張体の変形や膨らみ膨張体内の応力集中
に対し非常に寛容であるよう、比較的高剛性の強化繊維
と可撓性を有するマトリックス材料との組合せが選定さ
れる。構造上の完全性が維持される限り、強化繊維の配
向の測地性若しくは連続性がある程度変更されてもよ
い。
マ体を含んでいる。繊維は実質的に測地線に沿って配向
されており、膨らみ膨張体の形状は各繊維の何れの部位
に於ても負荷が実質的に等しい（引張り応力が実質的に
等しい）よう設計される。膨らみ膨張体の構造、製造、
使用が膨らみ膨張体の変形や膨らみ膨張体内の応力集中
に対し非常に寛容であるよう、比較的高剛性の強化繊維
と可撓性を有するマトリックス材料との組合せが選定さ
れる。構造上の完全性が維持される限り、強化繊維の配
向の測地性若しくは連続性がある程度変更されてもよ
い。
【００１２】本発明の膨らみ膨張体の設計に於ては所謂
「ネット理論」が使用された。この理論は、エラストマ
マトリックス中に高剛性の繊維が使用される場合には繊
維が巻かれた構造体に於ける力を計算するに当りマトリ
ックスの影響を考慮しなくてよいことを教示する。また
この理論は、マトリックスの剛性が繊維の剛性に比して
無視し得るほど小さい場合に有効である。ネット理論を
使用して圧力体を開発することに関する理論的報告がオ
ランダ国のデルフト（Ｄｅｌｆｔ）技術大学の報告書Ｖ
ＴＨ−１６６に記載されている。
「ネット理論」が使用された。この理論は、エラストマ
マトリックス中に高剛性の繊維が使用される場合には繊
維が巻かれた構造体に於ける力を計算するに当りマトリ
ックスの影響を考慮しなくてよいことを教示する。また
この理論は、マトリックスの剛性が繊維の剛性に比して
無視し得るほど小さい場合に有効である。ネット理論を
使用して圧力体を開発することに関する理論的報告がオ
ランダ国のデルフト（Ｄｅｌｆｔ）技術大学の報告書Ｖ
ＴＨ−１６６に記載されている。
【００１３】実質的に回転対称のコア体の周りに実質的
に連続的な強化繊維を巻き付けることにより、非球形、
好ましくは楕円形であり上記報告書に於て定義される形
状パラメータｑにより決定される平衡形状が形成され
る。繊維とマトリックスとの間に於ける剛性の差により
調整されるネット理論を本発明の膨らみ膨張体に適用す
ることができるので、コア体の周りに繊維を巻き付ける
際に連続繊維を使用することにより、全ての繊維の張力
が膨らみ膨張体全体に亘り実質的に等しい状態（等引張
り応力状態）が得られる。
に連続的な強化繊維を巻き付けることにより、非球形、
好ましくは楕円形であり上記報告書に於て定義される形
状パラメータｑにより決定される平衡形状が形成され
る。繊維とマトリックスとの間に於ける剛性の差により
調整されるネット理論を本発明の膨らみ膨張体に適用す
ることができるので、コア体の周りに繊維を巻き付ける
際に連続繊維を使用することにより、全ての繊維の張力
が膨らみ膨張体全体に亘り実質的に等しい状態（等引張
り応力状態）が得られる。
【００１４】現在の高圧バッグに於ては、繊維は主とし
てクロスプライ（０°及び９０°）にて配向されてお
り、この配向状態は本発明に於ける配向状態とは全く異
なるものである。
てクロスプライ（０°及び９０°）にて配向されてお
り、この配向状態は本発明に於ける配向状態とは全く異
なるものである。
【００１５】本発明による膨らみ膨張体は前述のリフテ
ィング体として使用されてもよく、また建物や構造体の
高さ調整、プラットホームの支持の如く高圧の膨らみ膨
張体が有用である他の用途に使用されてもよい。また本
発明による膨らみ膨張体の用途の他の例は、例えば自動
車や航空宇宙産業に於ける気体推進剤、液化推進剤又は
液体推進剤の如き有害な気体又は液体を高圧にて貯容す
るための軽量で耐破壊性に優れた圧力容器である。
ィング体として使用されてもよく、また建物や構造体の
高さ調整、プラットホームの支持の如く高圧の膨らみ膨
張体が有用である他の用途に使用されてもよい。また本
発明による膨らみ膨張体の用途の他の例は、例えば自動
車や航空宇宙産業に於ける気体推進剤、液化推進剤又は
液体推進剤の如き有害な気体又は液体を高圧にて貯容す
るための軽量で耐破壊性に優れた圧力容器である。
【００１６】圧力容器は、それを構成する材料を適宜に
選択することにより、又は圧力容器の周りに金属又は他
の材料よりなる防火箱を設けることにより、耐火性を有
するよう構成されてもよい。
選択することにより、又は圧力容器の周りに金属又は他
の材料よりなる防火箱を設けることにより、耐火性を有
するよう構成されてもよい。
【００１７】他の用途の例は接続剛性を調節可能に棒状
部材を接続するような用途であり、この場合接続剛性は
膨らみ膨張体内の圧力を変化させることにより調節され
る。接続剛性は圧力が高ければ高くなり、逆に圧力が低
くければ低くなる。またこのことにより小さい公差にて
接続部を形成することが可能になる。またパイプ等のプ
ラグやシール部材として本発明による膨らみ膨張体を使
用することも可能である。
部材を接続するような用途であり、この場合接続剛性は
膨らみ膨張体内の圧力を変化させることにより調節され
る。接続剛性は圧力が高ければ高くなり、逆に圧力が低
くければ低くなる。またこのことにより小さい公差にて
接続部を形成することが可能になる。またパイプ等のプ
ラグやシール部材として本発明による膨らみ膨張体を使
用することも可能である。
【００１８】膨らみ膨張体内の圧力は空気又は他の好適
な圧力媒体、例えば空気以外の気体や液体媒体の如く当
技術分野に於て公知の好適な手段により与えられる。
な圧力媒体、例えば空気以外の気体や液体媒体の如く当
技術分野に於て公知の好適な手段により与えられる。
【００１９】膨らみ膨張体は外的負荷を受けていない膨
らまされた状態に於ては幾何学的に連続的な形状を有す
る。負荷を受けていない平衡状態に於ては実質的に応力
集中は生じない。膨らみ膨張体の形状は上述の例外、即
ち極部を除き、実質的に数学的意味に於ける不連続部を
含んでいない。この形状には例えば円筒形や直方体は含
まれない。
らまされた状態に於ては幾何学的に連続的な形状を有す
る。負荷を受けていない平衡状態に於ては実質的に応力
集中は生じない。膨らみ膨張体の形状は上述の例外、即
ち極部を除き、実質的に数学的意味に於ける不連続部を
含んでいない。この形状には例えば円筒形や直方体は含
まれない。
【００２０】
【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
【００２１】図１には本発明によるリフティング体１０
が図示されており、特に図１（Ａ）には膨らまされてい
ない状態のリフティング体が図示されており、図１
（Ｂ）には膨らまされた状態のリフティング体が図示さ
れている。図１（Ｂ）に於て、１２は繊維強化エラスト
マ体を示しており、１４及び１６はそれぞれ他の物体に
対する加圧領域及びベース領域を示している。
が図示されており、特に図１（Ａ）には膨らまされてい
ない状態のリフティング体が図示されており、図１
（Ｂ）には膨らまされた状態のリフティング体が図示さ
れている。図１（Ｂ）に於て、１２は繊維強化エラスト
マ体を示しており、１４及び１６はそれぞれ他の物体に
対する加圧領域及びベース領域を示している。
【００２２】図２には本発明によるリフティング体の一
つの用途、即ち機首の車輪が故障している航空機を支持
する状態が図示されている。二つのリフティング体１０
が故障している機首の車輪１８の後方にて航空機２０と
地面２２との間に配置され、航空機を支持している。
つの用途、即ち機首の車輪が故障している航空機を支持
する状態が図示されている。二つのリフティング体１０
が故障している機首の車輪１８の後方にて航空機２０と
地面２２との間に配置され、航空機を支持している。
【００２３】図３には従来のエアバッグについて持ち上
げ力が持ち上げ高さ（cm）の関数として示されている。
これに匹敵する本発明によるリフティング体は図４に示
されている如き持ち上げ力と持ち上げ高さとの間の関係
を呈する。図３と図４との比較より解るように、本発明
によるリフティング体は従来のリフティング体よりも遥
かに優れた特性を有する。
げ力が持ち上げ高さ（cm）の関数として示されている。
これに匹敵する本発明によるリフティング体は図４に示
されている如き持ち上げ力と持ち上げ高さとの間の関係
を呈する。図３と図４との比較より解るように、本発明
によるリフティング体は従来のリフティング体よりも遥
かに優れた特性を有する。
【００２４】図５には本発明のリフティング体の可能な
一般的な構成が図示されている。リフティング体１０の
基本的な部分は負荷を担持する膜応力構造体２４により
形成されている。この膜応力構造体２４は極部２６に於
て開いており、従って極部にはエンドキャップ２８が設
けられなければならない。これらのエンドキャップに作
用する応力は膜応力構造体２４に伝達されなければなら
ない。かかる応力の伝達はエンドキャップの十分に大き
いフランジ２８Ａにより達成される。
一般的な構成が図示されている。リフティング体１０の
基本的な部分は負荷を担持する膜応力構造体２４により
形成されている。この膜応力構造体２４は極部２６に於
て開いており、従って極部にはエンドキャップ２８が設
けられなければならない。これらのエンドキャップに作
用する応力は膜応力構造体２４に伝達されなければなら
ない。かかる応力の伝達はエンドキャップの十分に大き
いフランジ２８Ａにより達成される。
【００２５】密閉された膜応力構造体が内部に気体や液
体を貯容し得るようにするためには、気密及び液密のイ
ンナライナが設けられることが好ましいが、気密及び液
密の膜応力構造体を使用することも可能である。リフテ
ィング体１０を膨らませるための弁３０が設けられてお
り、この弁は持上げ力が実質的に作用しない位置に設け
られる。勿論この弁はインナライナと気密的に且液密的
に接続され、負荷を担持しなければならない膜応力構造
体２４と強固に接続される。
体を貯容し得るようにするためには、気密及び液密のイ
ンナライナが設けられることが好ましいが、気密及び液
密の膜応力構造体を使用することも可能である。リフテ
ィング体１０を膨らませるための弁３０が設けられてお
り、この弁は持上げ力が実質的に作用しない位置に設け
られる。勿論この弁はインナライナと気密的に且液密的
に接続され、負荷を担持しなければならない膜応力構造
体２４と強固に接続される。
【００２６】膜応力構造体２４を異物や損傷より保護す
べく保護用のアウタライナ３２が使用されてもよい。ア
ウタライナ３２は早期に破壊することなく機械的及び熱
的乱用に耐えるものであることが好ましい。このことは
アウタライナが１５０℃までの温度及び少くとも７．５
Ｎ／mm2 の面圧に耐える能力をリフティング体１０に与
え、また好ましくはオイル、酸、アルカリ液、脂肪等の
如き化学物質に対する耐性を与えなければならないこと
を意味する。
べく保護用のアウタライナ３２が使用されてもよい。ア
ウタライナ３２は早期に破壊することなく機械的及び熱
的乱用に耐えるものであることが好ましい。このことは
アウタライナが１５０℃までの温度及び少くとも７．５
Ｎ／mm2 の面圧に耐える能力をリフティング体１０に与
え、また好ましくはオイル、酸、アルカリ液、脂肪等の
如き化学物質に対する耐性を与えなければならないこと
を意味する。
【００２７】実際には本発明のリフティング体１０に対
し持上げ能力増強手段３４を付加することが好ましい。
持上げ能力増強手段３４は該手段を有するリフティング
体１０の上面及び下面が実質的に平坦で平行な状態にな
るような形状を有し膜応力構造体２４に過剰の応力を与
えることなく極部２６に適用される一種のキャップであ
る。
し持上げ能力増強手段３４を付加することが好ましい。
持上げ能力増強手段３４は該手段を有するリフティング
体１０の上面及び下面が実質的に平坦で平行な状態にな
るような形状を有し膜応力構造体２４に過剰の応力を与
えることなく極部２６に適用される一種のキャップであ
る。
【００２８】負荷を受けておらず膨らまされていない状
態に於けるリフティング体の容積は以下の数１により表
される。
態に於けるリフティング体の容積は以下の数１により表
される。
【００２９】
【数１】 上記数１に於て、ｑは下記の数２により定義され、Ｙo
は極部の孔の直径であり、Ｙu はリフティング体の楕円
形部の最小半径であり、Ｙi はリフティング体の楕円形
部の最大半径である。
は極部の孔の直径であり、Ｙu はリフティング体の楕円
形部の最小半径であり、Ｙi はリフティング体の楕円形
部の最大半径である。
【００３０】
【数２】 Ｙo が６０mmであるリフティング体の容積がｑの関数と
して添付の図６に示されている。またＹo が６０mmであ
りｑが種々の値である場合のリフティング体の形状が添
付の図７に示されており、図７に於てＸはリフティング
体の中心とその表面との間の上下方向の距離であり、Ｙ
はリフティング体の中心とその表面との間の水平方向の
距離である。更に図８にはＹo が６０mmでありｑが３０
及び１００である場合のリフティング体の重量と持ち上
げ能力との間の関係が図示されている。
して添付の図６に示されている。またＹo が６０mmであ
りｑが種々の値である場合のリフティング体の形状が添
付の図７に示されており、図７に於てＸはリフティング
体の中心とその表面との間の上下方向の距離であり、Ｙ
はリフティング体の中心とその表面との間の水平方向の
距離である。更に図８にはＹo が６０mmでありｑが３０
及び１００である場合のリフティング体の重量と持ち上
げ能力との間の関係が図示されている。
【００３１】本発明によるリフティング体の製造は所要
の形状を有する回転対称のコア体の周りに連続繊維を巻
付けることによって行われることが好ましい。本発明の
リフティング体を製造する場合に使用されるに適したフ
ィラメントワインディング機３６が図９に図示されてい
る。図９に於て、３８は連続繊維４０が巻付けられたボ
ビンを示しており、連続繊維４０は張力調整装置４２に
より張力を調整され、マトリックス供給装置４４により
エラストママトリックスが供給された後フィラメントワ
インディング機３６へ送給され、フィラメントワインデ
ィング機によりコア体４６の周りにフィラメントワイン
ディングにより巻き付けられる。
の形状を有する回転対称のコア体の周りに連続繊維を巻
付けることによって行われることが好ましい。本発明の
リフティング体を製造する場合に使用されるに適したフ
ィラメントワインディング機３６が図９に図示されてい
る。図９に於て、３８は連続繊維４０が巻付けられたボ
ビンを示しており、連続繊維４０は張力調整装置４２に
より張力を調整され、マトリックス供給装置４４により
エラストママトリックスが供給された後フィラメントワ
インディング機３６へ送給され、フィラメントワインデ
ィング機によりコア体４６の周りにフィラメントワイン
ディングにより巻き付けられる。
【００３２】強化繊維が巻付けられると、その繊維成形
体がエラストママトリックス中にもたらされる。またエ
ラストマにて含浸された繊維を巻付けることも可能であ
り、この場合にはエラストママトリックスが自動的に形
成される。一つの好ましい実施例に於ては、リフティン
グ体はまずコア体に対し液体不透過性の材料、好ましく
はエラストマの層が適用され、しかる後そのエラストマ
体の周りに一つ又はそれ以上の繊維の層（ストラン
ド）、好ましくは二つの層が巻付けられ、最後に最終の
繊維層上に耐性向上層としてのエラストマ層を適用する
ことにより製造される。
体がエラストママトリックス中にもたらされる。またエ
ラストマにて含浸された繊維を巻付けることも可能であ
り、この場合にはエラストママトリックスが自動的に形
成される。一つの好ましい実施例に於ては、リフティン
グ体はまずコア体に対し液体不透過性の材料、好ましく
はエラストマの層が適用され、しかる後そのエラストマ
体の周りに一つ又はそれ以上の繊維の層（ストラン
ド）、好ましくは二つの層が巻付けられ、最後に最終の
繊維層上に耐性向上層としてのエラストマ層を適用する
ことにより製造される。
【００３３】次いでエラストママトリックスが例えば加
硫により凝固される。凝固（加硫）はリフティング体が
平坦な状態にて適宜に行われる。このことにより膨らま
されていない状態に於ける平衡形状が平坦になり、従っ
てリフティング体は膨らまされていない状態に於ては大
きい空間を必要としなくなる。このことはリフティング
が倒壊した建物や航空機、列車又は車輌の衝突後の如く
十分な大きさの空間が存在しない領域に適用される場合
に重要である。リフティング体の内部が加圧されると、
エラストマはリフティング体が膨らまされた状態の平衡
形状に到達するまで弾性的に変形される。
硫により凝固される。凝固（加硫）はリフティング体が
平坦な状態にて適宜に行われる。このことにより膨らま
されていない状態に於ける平衡形状が平坦になり、従っ
てリフティング体は膨らまされていない状態に於ては大
きい空間を必要としなくなる。このことはリフティング
が倒壊した建物や航空機、列車又は車輌の衝突後の如く
十分な大きさの空間が存在しない領域に適用される場合
に重要である。リフティング体の内部が加圧されると、
エラストマはリフティング体が膨らまされた状態の平衡
形状に到達するまで弾性的に変形される。
【００３４】膨らまされた状態に於てはゴーダチーズ形
（即ち連続的な湾曲したエッジを有する平坦な円筒の形
状、換言すれば圧縮された球形）又は幾分か楕円形をな
すリフティング体の繊維巻付け形状に応じて、また繊維
の種類や量に応じて、広範囲の圧力がリフティング体に
適用されてよい。一般にリフティング体内の圧力が高圧
又は低圧の何れであってもよいリフティング体の形状を
達成することができる。一般に０．１ bar（ｇ）と現在
一般的に使用されている圧力よりも高い圧力との間の圧
力が可能である。約５０ bar（ｇ）よりも高い圧力は滅
多に使用されない。図１０はリフティング体の形状に対
する外的負荷の影響を示しており、特に図１０の左半分
はリフティング体に内圧ｐのみが作用する場合のリフテ
ィング体の理想的な等引張り応力状態の形状を示し、図
１０の右半分はリフティング体に内圧ｐ及び外的負荷ｗ
が作用する場合の比較的平坦に変形したリフティング体
の形状を示している。
（即ち連続的な湾曲したエッジを有する平坦な円筒の形
状、換言すれば圧縮された球形）又は幾分か楕円形をな
すリフティング体の繊維巻付け形状に応じて、また繊維
の種類や量に応じて、広範囲の圧力がリフティング体に
適用されてよい。一般にリフティング体内の圧力が高圧
又は低圧の何れであってもよいリフティング体の形状を
達成することができる。一般に０．１ bar（ｇ）と現在
一般的に使用されている圧力よりも高い圧力との間の圧
力が可能である。約５０ bar（ｇ）よりも高い圧力は滅
多に使用されない。図１０はリフティング体の形状に対
する外的負荷の影響を示しており、特に図１０の左半分
はリフティング体に内圧ｐのみが作用する場合のリフテ
ィング体の理想的な等引張り応力状態の形状を示し、図
１０の右半分はリフティング体に内圧ｐ及び外的負荷ｗ
が作用する場合の比較的平坦に変形したリフティング体
の形状を示している。
【００３５】繊維強化されたエラストママトリックスが
完全な気密性を有し、これによりインナバッグが必要で
はないよう、本発明による膨らみ膨張体を製造すること
も可能である。この場合には強化繊維よりなる構造体の
所謂極部に於ける構造に幾分か厳しい要件が課せられ
る。従って繊維強化エラストマ体内にインナバッグを設
けるとこが好ましく、インナバッグは膨らまされると繊
維強化エラストマ体の平衡形状に従って変形する。
完全な気密性を有し、これによりインナバッグが必要で
はないよう、本発明による膨らみ膨張体を製造すること
も可能である。この場合には強化繊維よりなる構造体の
所謂極部に於ける構造に幾分か厳しい要件が課せられ
る。従って繊維強化エラストマ体内にインナバッグを設
けるとこが好ましく、インナバッグは膨らまされると繊
維強化エラストマ体の平衡形状に従って変形する。
【００３６】前述の極部は例えばその領域により多くの
繊維を使用することにより強化されてよい。また適当な
プラスチック又は金属よりなる封止部材にて極部を強化
することも可能である。また特に完全な気密性を有する
繊維強化エラストマ体の場合には、インナバッグを設け
ることなく封止された極部を有するリフティング体を形
成することができる。膨らみ膨張体の用途に応じて、極
部は周囲環境中の尖鋭な形状の物体による損傷より膨張
体を保護する。膨らみ膨張体の機能を阻害しない限り、
極部には圧力媒体のための導入口若しくは排出口が設け
られてよい。極部が持ち上げ力を及ぼす領域としても作
用する場合には、極部以外の位置に導入口若しくは排出
口を設けることが好ましい。
繊維を使用することにより強化されてよい。また適当な
プラスチック又は金属よりなる封止部材にて極部を強化
することも可能である。また特に完全な気密性を有する
繊維強化エラストマ体の場合には、インナバッグを設け
ることなく封止された極部を有するリフティング体を形
成することができる。膨らみ膨張体の用途に応じて、極
部は周囲環境中の尖鋭な形状の物体による損傷より膨張
体を保護する。膨らみ膨張体の機能を阻害しない限り、
極部には圧力媒体のための導入口若しくは排出口が設け
られてよい。極部が持ち上げ力を及ぼす領域としても作
用する場合には、極部以外の位置に導入口若しくは排出
口を設けることが好ましい。
【００３７】極部が独立して強化される場合には、その
強化は繊維強化エラストマ体に関しては不連続になる。
強化は繊維強化エラストマ体に関しては不連続になる。
【００３８】本発明によれば、特殊に設計された付属部
品を使用して二つ又はそれ以上の膨らみ膨張体を剛固に
又は撓み得るよう連結することが可能である。またかく
して連結された膨張体が互いに他に対し又は一つ又はそ
れ以上の物体に連結されてもよい。
品を使用して二つ又はそれ以上の膨らみ膨張体を剛固に
又は撓み得るよう連結することが可能である。またかく
して連結された膨張体が互いに他に対し又は一つ又はそ
れ以上の物体に連結されてもよい。
【００３９】本発明の一つの実施例に於ては、一つ又は
それ以上の膨らみ膨張体を組み合せることも可能であ
り、その場合には極部は組み合された膨らみ膨張体の構
造に於て強化手段として作用する。膨らみ膨張体の組み
合せには種々の態様が可能であり、それらの幾つかが図
１１及び図１２に示されている。特に図１１（Ｂ）及び
（Ｃ）にはそれぞれ図１１（Ａ）に示された２個及び３
個の膨らみ膨張体１０が極部２６にて互いに接続される
ことにより直列的に組み合された構造が図示されてい
る。これらの構造に於ては各膨らみ膨張体の内部が互い
に接続されてもよい。また各膨らみ膨張体の内部が互い
に隔離された状態にて複数個の膨らみ膨張体を接続する
ことも可能である。
それ以上の膨らみ膨張体を組み合せることも可能であ
り、その場合には極部は組み合された膨らみ膨張体の構
造に於て強化手段として作用する。膨らみ膨張体の組み
合せには種々の態様が可能であり、それらの幾つかが図
１１及び図１２に示されている。特に図１１（Ｂ）及び
（Ｃ）にはそれぞれ図１１（Ａ）に示された２個及び３
個の膨らみ膨張体１０が極部２６にて互いに接続される
ことにより直列的に組み合された構造が図示されてい
る。これらの構造に於ては各膨らみ膨張体の内部が互い
に接続されてもよい。また各膨らみ膨張体の内部が互い
に隔離された状態にて複数個の膨らみ膨張体を接続する
ことも可能である。
【００４０】また図１２に示された本発明の他の一つの
実施例に於ては、適宜に設計されたフレーム４８（図１
２（Ａ）参照）又は他の付属部品５０（図１２（Ｂ）参
照）を使用して三つ又はそれ以上の膨らみ膨張体が並列
的に連結されている。
実施例に於ては、適宜に設計されたフレーム４８（図１
２（Ａ）参照）又は他の付属部品５０（図１２（Ｂ）参
照）を使用して三つ又はそれ以上の膨らみ膨張体が並列
的に連結されている。
【００４１】本発明の膨らみ膨張体には、例えば支持性
又は持ち上げの安定性を改善するための特殊に設計され
た付属部品が設けられてもよい。かかる支持体が設けら
れた膨らみ膨張体の一例が図１３に示されており、この
図にはパイプのための支持体５２が示されている。特に
図１３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれパイプを支持する支
持体５２の平面図及び正面図であり、図１３（Ｃ）は支
持体５２及びパイプ５４が互いに他に対し所定の位置に
配置された状態を示すパイプの長手方向に沿う断面図で
あるが、支持体の下方に配置される膨らみ膨張体は省略
されている。
又は持ち上げの安定性を改善するための特殊に設計され
た付属部品が設けられてもよい。かかる支持体が設けら
れた膨らみ膨張体の一例が図１３に示されており、この
図にはパイプのための支持体５２が示されている。特に
図１３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれパイプを支持する支
持体５２の平面図及び正面図であり、図１３（Ｃ）は支
持体５２及びパイプ５４が互いに他に対し所定の位置に
配置された状態を示すパイプの長手方向に沿う断面図で
あるが、支持体の下方に配置される膨らみ膨張体は省略
されている。
【００４２】強化繊維は天然又は人工の有機繊維を含む
種々の材料にて形成されていてよいが、ケブラー（Kevl
ar）（登録商標）やトゥワロン（Twaron）の如き周知の
アラミド繊維が好ましい。これらの繊維は十分な引張り
剛性及び強度を有する。他の好適な繊維はサイザル繊
維、炭素繊維、Ｅガラス繊維、Ｒガラス繊維、Ｓガラス
繊維の如き高引張り強度若しくは剛性の繊維や、高分子
ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、高品位プラスチ
ックス（エンジニアリングプラスチックス）よりなる他
の繊維の如く膨らみ膨張体が使用される環境に於て好適
な重合体繊維である。本発明による膨らみ膨張体にネッ
ト理論を適用するためには、繊維のヤング率はエラスト
マのヤング率よりも十分に高い値でなければならない。
一般に繊維はマトリックスのヤング率の１０倍のヤング
率を有する。
種々の材料にて形成されていてよいが、ケブラー（Kevl
ar）（登録商標）やトゥワロン（Twaron）の如き周知の
アラミド繊維が好ましい。これらの繊維は十分な引張り
剛性及び強度を有する。他の好適な繊維はサイザル繊
維、炭素繊維、Ｅガラス繊維、Ｒガラス繊維、Ｓガラス
繊維の如き高引張り強度若しくは剛性の繊維や、高分子
ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、高品位プラスチ
ックス（エンジニアリングプラスチックス）よりなる他
の繊維の如く膨らみ膨張体が使用される環境に於て好適
な重合体繊維である。本発明による膨らみ膨張体にネッ
ト理論を適用するためには、繊維のヤング率はエラスト
マのヤング率よりも十分に高い値でなければならない。
一般に繊維はマトリックスのヤング率の１０倍のヤング
率を有する。
【００４３】エラストママトリックスは任意の好適なエ
ラストマであってよいが、耐オゾン性の如く環境による
劣化に対する良好な耐性を有する高品位のエラストマが
使用されることが好ましい。好適なエラストマは例えば
イソプレン、ポリウレタン、スチレン−ブタジエン、ブ
タジエン−ニトリル、ＥＰ（Ｄ）Ｍ、ポリブタジエン、
シリコンエラストマであり、これらは繊維強化エラスト
マ体が成形された後に随意に加硫される。
ラストマであってよいが、耐オゾン性の如く環境による
劣化に対する良好な耐性を有する高品位のエラストマが
使用されることが好ましい。好適なエラストマは例えば
イソプレン、ポリウレタン、スチレン−ブタジエン、ブ
タジエン−ニトリル、ＥＰ（Ｄ）Ｍ、ポリブタジエン、
シリコンエラストマであり、これらは繊維強化エラスト
マ体が成形された後に随意に加硫される。
【００４４】繊維強化エラストマ体は種々の方法により
形成されてよい。一つの好適な方法は、回転対称のコア
体の周りに予めエラストマにて含浸された繊維を巻き付
け、しかる後最終的に巻き付けられた繊維にエラストマ
を随意に含浸させ、更にエラストマを凝固若しくは加硫
する方法である。しかし繊維を巻き付ける前に又は繊維
を巻き付けた後に実質的に回転対称のコア体に対しエラ
ストママトリックスを適用することも可能である。強化
繊維がコア体の周りに巻き付けられた後にコア体が除去
される。このことは複数個の部品に分解するコア、緩く
結合された固体よりなる一時的なコア、膨らみ膨張可能
なコアを使用することによって行われてよい。
形成されてよい。一つの好適な方法は、回転対称のコア
体の周りに予めエラストマにて含浸された繊維を巻き付
け、しかる後最終的に巻き付けられた繊維にエラストマ
を随意に含浸させ、更にエラストマを凝固若しくは加硫
する方法である。しかし繊維を巻き付ける前に又は繊維
を巻き付けた後に実質的に回転対称のコア体に対しエラ
ストママトリックスを適用することも可能である。強化
繊維がコア体の周りに巻き付けられた後にコア体が除去
される。このことは複数個の部品に分解するコア、緩く
結合された固体よりなる一時的なコア、膨らみ膨張可能
なコアを使用することによって行われてよい。
【図１】本発明によるリフティング体を膨らまされてい
ない状態（Ａ）及び膨らまされた状態（Ｂ）について示
す正面図である。
ない状態（Ａ）及び膨らまされた状態（Ｂ）について示
す正面図である。
【図２】本発明によるリフティング体が機首の車輪が故
障している航空機を支持している状態を示す説明図であ
る。
障している航空機を支持している状態を示す説明図であ
る。
【図３】従来のエアバッグについて持ち上げ力と持ち上
げ高さとの間の関係を示すグラフである。
げ高さとの間の関係を示すグラフである。
【図４】本発明によるリフティング体について持ち上げ
力と持ち上げ高さとの間の関係を示すグラフである。
力と持ち上げ高さとの間の関係を示すグラフである。
【図５】本発明のリフティング体の可能な一般的な構成
を示す分解図である。
を示す分解図である。
【図６】Ｙo が６０mmであるリフティング体の容積をｑ
の関数として示すグラフである。
の関数として示すグラフである。
【図７】Ｙo が６０mmでありｑが種々の値である場合の
リフティング体の形状を示すグラフである。
リフティング体の形状を示すグラフである。
【図８】Ｙo が６０mmでありｑが３０及び１００である
場合の重量と持ち上げ能力との間の関係を示すグラフで
ある。
場合の重量と持ち上げ能力との間の関係を示すグラフで
ある。
【図９】本発明のリフティング体を製造する場合に使用
されるに適したフィラメントワインディング機を示す説
明図である。
されるに適したフィラメントワインディング機を示す説
明図である。
【図１０】リフティング体の形状に対する外的負荷の影
響を示す説明図である。
響を示す説明図である。
【図１１】二つ又はそれ以上の膨らみ膨張体が直列的に
組み合された構造を示す正面図である。
組み合された構造を示す正面図である。
【図１２】三つ又はそれ以上の膨らみ膨張体が並列的に
連結された構造を示す正面図である。
連結された構造を示す正面図である。
【図１３】パイプを支持するための支持体を示す説明図
（Ａ），（Ｂ）、及びパイプの長手方向に沿う支持体の
断面図（Ｃ）である。
（Ａ），（Ｂ）、及びパイプの長手方向に沿う支持体の
断面図（Ｃ）である。
１０…リフティング体 １２…繊維強化エラストマ体 ２４…膜応力構造体 ２６…極部 ２８…エンドキャップ ３６…フィラメントワインディング機 ４０…連続繊維
Claims (13)
- 【請求項１】膨らまされていない状態に於ては平坦であ
り、膨らまされた状態に於ては非球形及び非円筒形の実
質的に幾何学的に連続的な機械的平衡形状を有する繊維
強化エラストマ体を含む膨らみ膨張体。 - 【請求項２】前記繊維強化エラストマ体の繊維強化部は
平坦な形状の回転対称のコア体の周りに測地的に巻き付
けられた繊維よりなっていることを特徴とする請求項１
に記載の膨らみ膨張体。 - 【請求項３】前記繊維強化エラストマ体は繊維が応力を
受けていない状況にてエラストマが繊維と一体化される
ことにより形成されていることを特徴とする請求項１又
は２に記載の膨らみ膨張体。 - 【請求項４】前記繊維強化エラストマ体はエラストマが
繊維強化部に対し加硫されることにより形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の膨ら
み膨張体。 - 【請求項５】繊維強化部はアラミド繊維、ポリエチレン
繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維よりな
る群より選択された二つ又はそれ以上の繊維層よりなっ
ていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
の膨らみ膨張体。 - 【請求項６】前記繊維強化エラストマ体の極部は強化さ
れていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記
載の膨らみ膨張体。 - 【請求項７】前記強化は前記極部の孔のための封止部材
を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の膨らみ
膨張体。 - 【請求項８】独立のインナ体が設けられていることを特
徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の膨らみ膨張
体。 - 【請求項９】前記膨らみ膨張体の作動圧力は０．１〜５
０ bar（ｇ）であることを特徴とする請求項１乃至８の
何れかに記載の膨らみ膨張体。 - 【請求項１０】前記膨らみ膨張体はリフティング体であ
ることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の膨
らみ膨張体。 - 【請求項１１】請求項１乃至１０の何れかの二つ又はそ
れ以上の膨らみ膨張体の組み合せ。 - 【請求項１２】前記膨らみ膨張体は重量物体を持ち上げ
るためのリフティング体として使用されることを特徴と
する請求項１０に記載の膨らみ膨張体。 - 【請求項１３】前記膨らみ膨張体はパイプのための膨ら
み膨張可能なシールとして使用されることを特徴とする
請求項１乃至１０の何れかに記載の膨らみ膨張体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP93201518 | 1993-05-26 | ||
| NL93201518.3 | 1993-05-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH072494A true JPH072494A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=8213851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6112445A Pending JPH072494A (ja) | 1993-05-26 | 1994-05-26 | 膨らみ膨張体 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0626338B1 (ja) |
| JP (1) | JPH072494A (ja) |
| AT (1) | ATE177721T1 (ja) |
| AU (1) | AU677306B2 (ja) |
| CA (1) | CA2124309C (ja) |
| DE (1) | DE69417101T2 (ja) |
| DK (1) | DK0626338T3 (ja) |
| ES (1) | ES2131629T3 (ja) |
| GR (1) | GR3030309T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA943642B (ja) |
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| GB9817073D0 (en) | 1997-11-04 | 1998-10-07 | Bhr Group Ltd | Phase separator |
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| US6612223B2 (en) | 2002-01-31 | 2003-09-02 | Bfs Diversified Products, Llc | Pneumatic actuator |
| WO2004015312A1 (en) | 2002-08-08 | 2004-02-19 | Technische Universiteit Delft | Pressurizable structures comprising different surface sections |
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| EP2014608B1 (en) | 2007-07-10 | 2016-08-31 | Eurokeg B.V. | Dispense head |
| EP2258629B1 (en) | 2009-06-05 | 2013-09-18 | Eurokeg B.V. | Container for a pressurized beverage, in particular beer, and method of filling a container with a pressurized beverage |
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| CN106809760B (zh) * | 2017-03-24 | 2022-08-26 | 青岛永泰船舶用品有限公司 | 一种轻质高压重物搬运气囊 |
| US20200139654A1 (en) | 2017-06-19 | 2020-05-07 | Vetter Gmbh | Method for manufacturing an inflatable lifting cushion and lifting cushion |
| CN107234765A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-10-10 | 丁宇 | 输送带硫化机压力袋 |
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| NL1044340B1 (en) | 2022-05-25 | 2023-12-12 | Taniq Holding Bv | Inflatable fibre reinforced bag |
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-
1994
- 1994-05-19 AU AU63207/94A patent/AU677306B2/en not_active Ceased
- 1994-05-25 CA CA002124309A patent/CA2124309C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-25 ZA ZA943642A patent/ZA943642B/xx unknown
- 1994-05-26 JP JP6112445A patent/JPH072494A/ja active Pending
- 1994-05-26 EP EP94201500A patent/EP0626338B1/en not_active Expired - Lifetime
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1999
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