CN116209560A - 多孔结构体及多孔结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
多孔结构体(1)由具有挠性的树脂或橡胶构成,其中,多孔结构体在其整体范围内都具有骨架部(2),骨架部包括多个骨部(2B)和分别将多个骨部的端部相互结合的多个结合部(2J),骨架部具有分别由多个骨部和多个结合部构成为环状的多个环状部(211),各环状部分别利用其内周侧缘部(2111)划分出假想面(V1),一个或多个假想面各自的至少一部分被一个或多个局部连结膜(31)覆盖,一个或多个局部连结膜分别仅与环状部的周向的局部连结。
Description
技术领域
本发明涉及多孔结构体及多孔结构体的制造方法。
本申请基于2020年9月24日在日本提出申请的日本特愿2020-160201号要求优先权,将其内容的全文引用于此。
背景技术
以往,例如在模具成形等中,经由利用化学反应进行发泡的工序制造了具有缓冲性的多孔结构体(例如,聚氨酯泡沫)。
另一方面,近年来提出了能够利用3D打印机容易地制造具有缓冲性的多孔结构体的多孔结构体(例如专利文献1、专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2019/235544号公报
专利文献2:WO2019/235547号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,在上述的专利文献1、专利文献2的技术中,关于多孔结构体的动态特性的调整的自由度,存在提高的余地。
本发明的目的在于提供能够提高多孔结构体的动态特性的调整自由度的多孔结构体及多孔结构体的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的多孔结构体由具有挠性的树脂或橡胶构成,其中,
所述多孔结构体在其整体范围内都具有骨架部,
所述骨架部包括多个骨部和分别将所述多个骨部的端部相互结合的多个结合部。
所述骨架部具有分别由多个所述骨部和多个所述结合部构成为环状的多个环状部,
各所述环状部分别利用其内周侧缘部划分出假想面,
一个或多个所述假想面各自的至少一部分被一个或多个局部连结膜覆盖,
所述一个或多个局部连结膜分别仅与所述环状部的周向的局部连结。
本发明的多孔结构体的制造方法使用3D打印机来制造上述的多孔结构体。
发明的效果
根据本发明,能够提供能够提高多孔结构体的动态特性的调整自由度的多孔结构体及多孔结构体的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的多孔结构体的局部的立体图。
图2是表示从图1的A箭头的方向观察图1的多孔结构体时的情形的A向视图。
图3是以省略了局部连结膜的图示的状态示出图1的多孔结构体的单元划分部的立体图。
图4是与图3对应的附图,是以图示了局部连结膜的状态示出图1的多孔结构体的单元划分部的立体图。
图5是表示图4的环状部和局部连结膜的俯视图。
图6是用沿着图5的B-B线的截面示出图5的环状部和局部连结膜的B-B剖视图。
图7是以多孔结构体压缩变形或复原变形时的状态示出图6的环状部和局部连结膜的剖视图。
图8是与图5对应的附图,是表示本发明的第2实施方式的多孔结构体的环状部和局部连结膜的俯视图。
图9是与图5对应的附图,是表示本发明的第3实施方式的多孔结构体的环状部和局部连结膜的俯视图。
图10是与图5对应的附图,是表示本发明的第4实施方式的多孔结构体的环状部和局部连结膜的俯视图。
图11是与图5对应的附图,是表示本发明的第5实施方式的多孔结构体的环状部和局部连结膜的俯视图。
图12是与图5对应的附图,是表示本发明的第6实施方式的多孔结构体的环状部和局部连结膜的俯视图。
图13是与图5对应的附图,是表示本发明的第7实施方式的多孔结构体的环状部和局部连结膜的俯视图。
图14是与图4对应的附图,是表示本发明的第8实施方式的多孔结构体的单元划分部的立体图。
图15是概略地表示能够具备本发明的任意的实施方式的多孔结构体的车辆用座椅的立体图。
图16是用于说明能够用于制造本发明的任意的实施方式的多孔结构体的、本发明的一实施方式的多孔结构体的制造方法的附图。
具体实施方式
本发明的多孔结构体及多孔结构体的制造方法适合用于缓冲材料,例如适合用于任意的交通工具用座椅及任意的交通工具用座垫,特别适合用于车辆用座椅及车辆用座垫。
以下,参照附图例示说明本发明的多孔结构体及多孔结构体的制造方法的实施方式。
对在各图中共用的构成要素标注相同的附图标记。
〔多孔结构体〕
首先,参照图1~图7说明本发明的第1实施方式的多孔结构体1。
另外,在图1~图4中,为了易于理解多孔结构体1的方向,示出了固定于多孔结构体1的XYZ正交坐标系的方向。
在图1~图2中,分别从不同的角度观察多孔结构体1中的、具有大致长方体的外形形状的一部分。图1是表示多孔结构体1的该部分的立体图。图2是表示从A箭头的方向(Y方向)观察图1的多孔结构体1的该部分的情形的A向视图。
多孔结构体1是利用3D打印机造形而成的。关于多孔结构体1的制造方法,在之后参照图16详细说明。通过使用3D打印机制造多孔结构体1,从而与像以往那样经由利用化学反应进行发泡的工序的情况相比制造变简单,而且能够获得如预期那样的结构。此外,通过今后的3D打印机的技术进步,将来能够期待能够在更短时间内且以低成本实现利用3D打印机进行的制造。此外,通过使用3D打印机制造多孔结构体1,从而能够简单且如预期那样实现与各种各样的要求特性对应的多孔结构体1的结构。
多孔结构体1由具有挠性的树脂或橡胶构成。
在此,“具有挠性的树脂”是指在施加外力时能够变形的树脂,例如优选为弹性体类的树脂,更优选为聚氨酯。作为橡胶,能列举出天然橡胶或合成橡胶。多孔结构体1由具有挠性的树脂或橡胶构成,因此能够与来自使用者的外力的施加、解除相应地进行压缩、复原变形,因此能够具有缓冲性。
另外,从利用3D打印机进行的制造的容易性的观点出发,多孔结构体1由具有挠性的树脂构成的情况更优于由橡胶构成的情况。
此外,从利用3D打印机进行的制造的容易性的观点出发,多孔结构体1优选整体由相同成分的材料构成。不过,多孔结构体1也可以根据部位而由不同的成分的材料构成。
另外,在使用3D打印机制造多孔结构体1的情况下,作为构成多孔结构体1的材料,能够使用将光固化性聚氨酯(特别是紫外线固化性聚氨酯)作为原料的树脂。作为光固化性聚氨酯(特别是紫外线固化性聚氨酯),能够使用将聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯作为原料的树脂。作为这样的树脂,例如能列举出US4337130所记载的材料。
如上所述,多孔结构体1是利用3D打印机造形而成的。多孔结构体1的整体一体地构成。
多孔结构体1由具有挠性的树脂或橡胶构成。更具体而言,多孔结构体1包括形成多孔结构体1的骨架的骨架部2。骨架部2划分出许多个单元孔C。骨架部2遍及多孔结构体1的大致整体地存在,由具有挠性的树脂或橡胶构成。如后所述,在本实施方式中,多孔结构体1除了骨架部2以外还包括一个或多个局部连结膜31。在本实施方式中,多孔结构体1中的除骨架部2和局部连结膜31以外的部分是空隙,换言之,多孔结构体1仅由骨架部2和局部连结膜31构成。
如图1~图4所示,多孔结构体1的骨架部2包括多个骨部2B和多个结合部2J,骨架部2整体一体地构成。在本例中,各骨部2B分别构成为柱状,此外,在本例中,各骨部2B分别以直线状延伸。各结合部2J分别在沿互不相同的方向延伸的多个(例如4个)骨部2B的延伸方向的端部2Be彼此相邻的部位将这些端部2Be相互结合。
在图1~图4中,在多孔结构体1的局部用单点划线表示骨架部2的骨架线O。骨架部2的骨架线O包括各骨部2B的骨架线O和各结合部2J的骨架线O。骨部2B的骨架线O是骨部2B的中心轴线。结合部2J的骨架线O是使结合于该结合部2J的各骨部2B的中心轴线分别向该结合部2J内平滑地延长并相互连结而成的延长线部分。骨部2B的中心轴线是将骨部2B的延伸方向的各点处的、与骨部2B的延伸方向垂直的截面中骨部2B所形成的形状的重心点相互间连结而成的线。
骨部2B的延伸方向是骨部2B的骨架线O(骨架线O中的与骨部2B对应的部分。下同)的延伸方向。
多孔结构体1在其大致整体范围内都具备骨架部2,因此能够在确保透气性的同时与外力的施加、解除相应地进行压缩、复原变形,因此作为缓冲材料的特性变良好。此外,多孔结构体1的构造简单,易于利用3D打印机进行造形。
另外,也可以是,构成骨架部2的各骨部2B中的一部分或全部骨部2B弯曲地延伸。在该情况下,通过一部分或全部骨部2B弯曲,从而在载荷输入时能够防止骨部2B进而是多孔结构体1的急剧的形状变化,抑制局部的压曲。
在本例中,构成骨架部2的各骨部2B分别具有大致相同的形状和长度。不过,不限于本例,构成骨架部2的各骨部2B的形状和/或长度也可以各自不同,例如也可以是,一部分骨部2B的形状和/或长度与其他的骨部2B不同。在该情况下,通过使骨架部2中的特定的部分的骨部2B的形状和/或长度与其他的部分的骨部2B不同,从而能够有意地获得不同的机械特性。
在本例中,各骨部2B的宽度W0(图1)和截面积在骨部2B的全长范围内恒定(即,沿着骨部2B的延伸方向均匀)。
在此,骨部2B的截面积是指与骨部2B的骨架线O垂直的截面的截面积。此外,骨部2B的宽度W0(图1)是指沿着与骨部2B的骨架线O垂直的截面测量时的、该截面的最大宽度。
不过,在于本说明书中说明的各例中,构成骨架部2的各骨部2B中的一部分或全部骨部2B也可以分别是骨部2B的宽度W0和/或截面积沿着骨部2B的延伸方向不均匀。例如,构成骨架部2的各骨部2B中的一部分或全部骨部2B也可以分别是在包含骨部2B的延伸方向的两侧的端部2Be的部分中骨部2B的宽度W0随着朝向骨部2B的延伸方向的两端而逐渐增大或减小。此外,构成骨架部2的各骨部2B中的一部分或全部骨部2B也可以分别是在包含骨部2B的延伸方向的两侧的端部2Be的部分中骨部2B的截面积随着朝向骨部2B的延伸方向的两端而逐渐增大或减小。此外,在本说明书中,“逐渐变化(增大或减小)”是指在中途不恒定而始终平滑地变化(增大或减小)。
在于本说明书中说明的各例中,从骨架部2的构造的简化,进而是利用3D打印机进行的多孔结构体1的制造容易性的观点出发,骨部2B的宽度W0(图1)优选为0.05mm以上,更优选为0.10mm以上。在宽度W0为0.05mm以上的情况下,能够利用高性能的3D打印机的分辨率进行造形,在宽度W0为0.10mm以上的情况下,不仅能够利用高性能的3D打印机的分辨率,也能够利用通用的3D打印机的分辨率进行造形。
另一方面,从提高骨架部2的外缘(外轮廓)形状的精度的观点、减小单元孔C之间的间隙(间隔)的观点、使作为缓冲材料的特性变良好的观点出发,骨部2B的宽度W0优选为2.0mm以下。
另外,构成骨架部2的各骨部2B优选满足该结构,但也可以仅是构成骨架部2的各骨部2B中的一部分骨部2B满足该结构,在该情况下,虽然可能存在程度的差别,但是也能获得相同的效果。
在本例中,构成骨架部2的各骨部2B分别是柱状,并且各自的截面形状是圆形(正圆形)。
由此,骨架部2的构造简单,易于利用3D打印机进行造形。此外,易于再现经由利用化学反应进行发泡的工序制造的通常的聚氨酯泡沫的机械特性。因此,能够提高多孔结构体1的作为缓冲材料的特性。此外,通过这样将骨部2B构成为柱状,从而与假定将骨部2B置换为较薄的膜状的部分的情况相比,能够提高骨架部2的耐久性。
另外,各骨部2B的截面形状分别是与骨部2B的中心轴线(骨架线O)垂直的截面的形状。
另外,不限于本例,也可以仅是构成骨架部2的各骨部2B中的一部分骨部2B满足该结构,在该情况下,虽然可能存在程度的差别,但是也能获得相同的效果。
例如,在于本说明书中说明的各例中,构成骨架部2的各骨部2B中的全部或一部分骨部2B各自的截面形状也可以是多边形(正三角形、除正三角形以外的三角形、四边形等),或者也可以是除正圆形以外的圆形(椭圆形等),在该情况下,也能获得与本例相同的效果。此外,各骨部2B各自的截面形状既可以沿着其延伸方向均匀,或者也可以沿着其延伸方向不均匀。此外,各骨部2B的截面形状也可以互不相同。
在于本说明书中说明的各例中,骨架部2的表观体积VS中的、骨架部2所占的体积VB的比例(VB×100/VS[%])优选为3%~10%。利用该结构,能够使在对骨架部2施加外力时骨架部2产生的反作用力,进而是骨架部2的硬度(进而是多孔结构体1的硬度)在作为缓冲材料,例如作为座垫(特别是车辆用的座垫)时是良好的。
在此,“骨架部2的表观体积VS”是指由骨架部2的外缘(外轮廓)包围的内部空间的整体(骨架部2所占的体积、后述的局部连结膜31(图4)、全部连结膜32(图14)所占的体积、以及空隙所占的体积的合计)的体积。
在认为构成骨架部2的材料相同时,骨架部2的表观体积VS中的、骨架部2所占的体积VB的比例越高,骨架部2(进而是多孔结构体1)越硬。此外,骨架部2的表观体积VS中的、骨架部2所占的体积VB的比例越低,骨架部2(进而是多孔结构体1)越软。
从在对骨架部2施加外力时骨架部2产生的反作用力,进而是骨架部2(进而是多孔结构体1)的硬度在作为缓冲材料,例如作为座垫(特别是车辆用的座垫)时是良好的这样的观点出发,骨架部2的表观体积VS中的骨架部2所占的体积VB的比例更优选为4%~8%。
另外,作为调整骨架部2的表观体积VS中的、骨架部2所占的体积VB的比例的方法,可以使用任意的方法,例如能列举出调整构成骨架部2的骨部2B中的一部分骨部2B或全部骨部2B的粗度(截面积)和/或构成骨架部2的结合部J中的一部分结合部J或全部结合部J的大小(截面积)的方法。
在于本说明书中说明的各例中,多孔结构体1的25%硬度优选为60N~500N,更优选为100N~450N。在此,多孔结构体1的25%硬度(N)是使用内向型压缩试验机在23℃、相对湿度50%的环境中测量将多孔结构体压缩25%所需要的载荷(N)而得到的测量值。由此,能够使多孔结构体1的硬度在作为缓冲材料,例如作为座垫(特别是车辆用的座垫)时是良好的硬度。
如图1~图4所示,在本例中,骨架部2具有多个(单元孔C的数量)在内部划分出单元孔C的单元划分部21。
图3和图4单独示出一个单元划分部21。在图3中,为了方便起见,省略了局部连结膜31的图示,在图4中图示了局部连结膜31。本例的骨架部2具有许多个单元划分部21在X、Y、Z各方向上相连而成的构造。
如图1~图4所示,各单元划分部21分别具有多个(在本例中是14个)环状部211。各环状部211分别构成为环状,利用各个环状的内周侧缘部2111划分出大致平坦的假想面V1。假想面V1是由环状部211的内周侧缘部2111划分出的假想平面(即,假想闭合平面)。构成单元划分部21的多个环状部211以由各自的内周侧缘部2111划分出的假想面V1不相互交叉的方式互相连结。另外,关于假想面V1,“大致平坦”不限于严格地平坦的情况,只要是实质上平坦即可,例如也包含曲面状的情况。
单元孔C利用构成单元划分部21的多个环状部211和这多个环状部211分别划分出的多个假想面V1划分形成。概略地讲,环状部211是划分出单元孔C所形成的立体形状的边的部分,假想面V1是划分出单元孔C所形成的立体形状的结构面的部分。
各环状部211分别由多个骨部2B和将这多个骨部2B的端部2Be相互结合的多个结合部2J构成。
相互连结的一对环状部211彼此的连结部分利用由这一对环状部211共有的、一个骨部2B和其两侧的一对结合部2J构成。即,各骨部2B和各结合部2J由分别相邻的多个环状部211共有。
各假想面V1分别利用假想面V1的一侧的面(假想面V1的表面)划分出某一个单元孔C的一部分,并且利用该假想面V1的另一侧的面(假想面V1的背面)划分出另一个单元孔C的一部分。换言之,各假想面V1分别利用其表背两侧的面划分出不同的单元孔C的一部分。进一步换言之,各假想面V1由与该假想面V1相邻的一对单元孔C(即,将该假想面V1夹在中间的一对单元孔C)共有。
此外,各环状部211分别由与该环状部211相邻的一对单元划分部21(即,将该环状部211夹在中间的一对单元划分部21)共有。换言之,各环状部211分别构成彼此相邻的一对单元划分部21各自的一部分。
在图1~图2的例子中,多孔结构体1的一部分假想面V1未被局部连结膜31(图4)覆盖而是开放,即构成开口。因此,单元孔C通过该假想面V1相互连通,能够实现单元孔C间的透气。由此,能够提高骨架部2的透气性,并且骨架部2的与外力的施加、解除相应的压缩、复原变形变得容易。
如图3所示,在本例中,各单元划分部21的骨架线O呈多面体的形状,由此,各单元孔C呈大致多面体的形状。更具体而言,在图1~图4的例子中,各单元划分部21的骨架线O呈开尔文14面体(切顶8面体)的形状,由此,各单元孔C呈大致开尔文14面体(切顶8面体)的形状。开尔文14面体(切顶8面体)是由6个正四边形的结构面和8个正六边形的结构面构成的多面体。概略地讲,构成骨架部2的单元孔C以填充由骨架部2的外缘(外轮廓)包围的内部空间的方式(即,各单元孔C在彼此之间没有无用的间隙地铺满的方式,进一步换言之是减小单元孔C之间的间隙(间隔)的方式)带有规则性地排列。
通过像本例这样将骨架部2的一部分或全部(在本例中是全部)单元划分部21的骨架线O的形状(进而是骨架部2的一部分或全部(在本例中是全部)单元孔C的形状)设为多面体,从而能够进一步减小构成骨架部2的单元孔C之间的间隙(间隔),能够在骨架部2的内部形成更多的单元孔C。此外,由此,骨架部2(进而是多孔结构体1)的与外力的施加、解除相应的压缩、复原变形的行为在作为缓冲材料,例如作为座垫(特别是车辆用的座垫)时变得更加良好。
作为单元划分部21的骨架线O所形成的多面体形状(进而是单元孔C所形成的多面体形状),不限于本例,可以是任意的形状。例如将单元划分部21的骨架线O的形状(进而是单元孔C所形成的形状)设为大致4面体、大致8面体或大致12面体的情况,从减小单元孔C之间的间隙(间隔)的观点出发也是优选的。此外,骨架部2的一部分或全部单元划分部21的骨架线O的形状(进而是骨架部2的一部分或全部单元孔C所形成的形状)也可以是除大致多面体以外的立体形状(例如球、椭圆体、圆柱等)。此外,骨架部2既可以仅具有骨架线O的形状相同的一种单元划分部21作为单元划分部21,或者也可以具有骨架线O的形状不同的多种单元划分部21作为单元划分部21。同样,骨架部2既可以仅具有由相同的形状构成的一种单元孔C作为单元孔C,或者也可以具有形状不同的多种单元孔C作为单元孔C。另外,在像本例这样将单元划分部21的骨架线O的形状(进而是单元孔C的形状)设为大致开尔文14面体(切顶8面体)的情况下,与其他的形状相比最易于再现与经由利用化学反应进行发泡的工序制造的通常的聚氨酯泡沫同等的缓冲材料的特性。
如图1~图4所示,在本例中,构成单元划分部21的多个(在本例中是14个)环状部211分别包含一个或多个(在本例中是6个)小环状部211S和一个或多个(在本例中是8个)大环状部211L。各小环状部211S分别利用其环状的内周侧缘部2111划分出大致平坦的小假想面V1S。各大环状部211L分别利用其环状的内周侧缘部2111划分出大致平坦且比小假想面V1S的面积大的大假想面V1L。小假想面V1S、大假想面V1L分别是假想平面(即,假想闭合平面)。另外,关于小假想面V1S、大假想面V1L,“大致平坦”不限于严格地平坦的情况,只要是实质上平坦即可,例如也包含曲面状的情况。
根据图3可知,在本例中,大环状部211L的骨架线O呈正六边形,随之,大假想面V1L也呈大致正六边形。此外,在本例中,小环状部211S的骨架线O呈正四边形,随之,小假想面V1S也呈大致正四边形。这样,在本例中,小假想面V1S和大假想面V1L不仅面积不同,形状也不同。
各大环状部211L分别由多个(在本例中是6个)骨部2B和将这多个骨部2B的端部2Be相互结合的多个(在本例中是6个)结合部2J构成。各小环状部211S分别由多个(在本例中是4个)骨部2B和将这多个骨部2B的端部2Be相互结合的多个(在本例中是4个)结合部2J构成。
而且,在图1~图4的例子中,构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O分别呈开尔文14面体(切顶8面体)。如上所述,开尔文14面体(切顶8面体)是由6个正四边形的结构面和8个正六边形的结构面构成的多面体。随之,由各单元划分部21划分出的单元孔C也呈大致开尔文14面体。构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O以填充空间的方式彼此相连。即,在多个单元划分部21的骨架线O相互之间没有间隙。
这样,在本例中,构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O分别呈多面体(在本例中是开尔文14面体),随之,单元孔C呈大致多面体(在本例中是开尔文14面体),因此能够进一步减小构成多孔结构体1的单元孔C之间的间隙(间隔),能够在多孔结构体1的内部形成更多的单元孔C。此外,由此,多孔结构体1的与外力的施加、解除相应的压缩、复原变形的行为在作为缓冲材料,例如作为座垫(特别是车辆用的座垫)时变得更良好。另外,单元孔C之间的间隙(间隔)相当于划分出单元孔C的骨架部2的壁部分(骨部2B、结合部2J)。
此外,在本例中,由于构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O以填充空间的方式彼此相连,因此能够进一步减小构成多孔结构体1的单元孔C之间的间隙(间隔)。因此,能够提高多孔结构体的作为缓冲材料的特性。
作为单元划分部21的骨架线O所形成的多面体(进而是单元孔C所形成的大致多面体),不限于各图的例子,可以是任意的形态。
例如,构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O所形成的多面体(进而是单元孔C所形成的大致多面体)优选能够填充空间(能够没有间隙地配置)。由此,能够使构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O以填充空间的方式彼此相连,因此能够提高多孔结构体的作为缓冲材料的特性。在该情况下,构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O所形成的多面体(进而是单元孔C所形成的大致多面体)既可以像本例这样仅包含一种多面体,或者也可以包含多种多面体。在此,关于多面体,“种类”是指形状(构成面的数量、形状),具体而言,意味着形状(构成面的数量、形状)不同的两个多面体作为两种多面体来处理,而形状相同且仅尺寸不同的两个多面体作为相同种类的多面体来处理。对于构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O所形成的多面体,作为能够填充空间并且仅包含一种多面体的情况下的该多面体的例子,除了开尔文14面体以外还能列举出正三棱柱、正六棱柱、立方体、长方体、菱形12面体等。另外,在像各图的例子那样将单元划分部21的骨架线O的形状设为开尔文14面体(切顶8面体)的情况下,与其他的形状相比最易于再现与经由利用化学反应进行发泡的工序制造的通常的聚氨酯泡沫同等的缓冲材料的特性。此外,在将单元划分部21的骨架线O的形状设为开尔文14面体(切顶8面体)的情况下,能够在X-Y-Z各方向上获得相等的机械特性。对于构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O所形成的多面体,作为能够填充空间并且包含多个种类的多面体的情况下的该多面体的例子,能列举出正4面体与正8面体的组合、正4面体与切顶4面体的组合、正8面体与切顶6面体的组合等。另外,这些是两种多面体的组合的例子,但也可以是三种以上多面体的组合。
此外,构成骨架部2的多个单元划分部21的骨架线O所形成的多面体(进而是单元孔C所形成的大致多面体)例如可以是任意的正多面体(所有的面都是全等的正多边形,在所有的顶点接触的面的数量都相等的凸多面体)、半正多面体(所有的面都是正多边形,所有的顶点形状全等(在顶点汇集的正多边形的种类和顺序相同)的凸多面体中的、正多面体除外的多面体)、棱柱、棱锥等。
此外,构成骨架部2的多个单元划分部21中的一部分或全部单元划分部21的骨架线O也可以呈除多面体以外的立体形状(例如球、椭圆体、圆柱等)。进而,构成骨架部2的多个单元孔C中的一部分或全部单元孔C也可以呈除大致多面体以外的大致立体形状(例如大致球、大致椭圆体、大致圆柱等)。
通过构成单元划分部21的多个环状部211包含大小不同的小环状部211S和大环状部211L,从而能够进一步减小构成骨架部2的单元孔C之间的间隙(间隔)。此外,在像本例这样小环状部211S和大环状部211L的形状不同的情况下,能够进一步减小构成骨架部2的单元孔C之间的间隙(间隔)。
不过,构成单元划分部21的多个环状部211也可以是大小和/或形状彼此相同。在构成单元划分部21的各环状部211的大小和形状相同的情况下,能够在X、Y、Z各方向上获得相等的机械特性。
通过像本例这样构成单元划分部21的各环状部211中的一部分或全部(在本例中是全部)环状部211的骨架线O(进而是构成单元划分部21的各假想面V1中的一部分或全部(在本例中是全部)假想面V1)呈大致多边形状,从而能够进一步减小构成骨架部2的单元孔C相互间的间隔。此外,骨架部2的与外力的施加、解除相应的压缩、复原变形的行为在作为座垫,特别是作为车辆用的座垫时变得更加良好。此外,由于环状部211的形状(进而是假想面V1的形状)变简单,因此能够提高制造性、特性的调整容易性。另外,在构成骨架部2的各环状部211中的至少一个环状部211(进而是构成骨架部2的各假想面V1中的至少一个假想面V1)满足该结构的情况下,虽然可能存在程度的差别,但是能获得相同的效果。
另外,也可以是,构成骨架部2的各环状部211中的至少一个环状部211的骨架线O(进而是构成骨架部2的各假想面V1中的至少一个假想面V1)呈除本例这样的大致正六边形、大致正四边形以外的任意的大致多边形状,或者除大致多边形状以外的平面形状(例如圆(正圆、椭圆等))。在环状部211的骨架线O的形状(进而是假想面V1的形状)是圆(正圆、椭圆等)的情况下,环状部211的形状(进而是假想面V1的形状)变简单,因此能够提高制造性、特性的调整容易性,并且能获得更均质的机械特性。例如在环状部211的骨架线O的形状(进而是假想面V1的形状)是在与施加载荷的方向大致垂直的方向上较长的椭圆(横长的椭圆)的情况下,与环状部211的骨架线O的形状(进而是假想面V1的形状)是在与施加载荷的方向大致平行的方向上较长的椭圆(纵长的椭圆)的情况相比,环状部211,进而是骨架部2(进而是多孔结构体1)易于相对于载荷的输入而变形(变柔软)。
在本例中,骨架部2优选具有至少一个直径为5mm以上的单元孔C。由此,易于实现使用3D打印机进行的多孔结构体1的制造。若骨架部2的各单元孔C的直径小于5mm,则骨架部2的构造变得过于复杂,其结果,有可能难以在计算机上生成表示多孔结构体1的三维形状的三维形状数据(CAD数据等),或者基于该三维形状数据生成的3D造形用数据。
另外,以往的构成缓冲材料的多孔结构体是经由利用化学反应进行发泡的工序制造的,因此形成直径为5mm以上的单元孔C并不容易。
此外,通过骨架部2具有直径5mm以上的单元孔C,从而易于提高骨架部2的透气性、变形容易性。
从这样的观点出发,构成骨架部2的所有单元孔C的直径分别优选为5mm以上。
单元孔C的直径越大,越易于实现使用3D打印机进行的多孔结构体1的制造,此外,易于提高透气性、变形容易性。从这样的观点出发,骨架部2的至少一个(优选为全部)单元孔C的直径更优选为8mm以上,进一步优选为10mm以上。
另一方面,若骨架部2的单元孔C过大,则难以整齐地(平滑地)形成骨架部2(进而是多孔结构体1)的外缘(外轮廓)形状,有可能缓冲材料(例如座垫,特别是车辆用的座垫)的形状精度下降,外观恶化。此外,作为缓冲材料(例如座垫,特别是车辆用的座垫)的特性也有可能变得不足够良好。因此,从提高外观、作为缓冲材料(例如座垫,特别是车辆用的座垫)的特性的观点出发,骨架部2的各单元孔C的直径优选小于30mm,更优选为25mm以下,进一步优选为20mm以下。
另外,多孔结构体1具有越多的满足上述的直径的数值范围的单元孔C,越易于获得上述的各效果。从这样的观点出发,构成多孔结构体1的各单元孔C的直径优选满足上述的至少任一个数值范围。同样,构成多孔结构体1的各单元孔C的直径的平均值更优选满足上述的至少任一个数值范围。
另外,在像本例这样单元孔C呈与严格的球形状不同的形状的情况下,单元孔C的直径是指单元孔C的外接球的直径。
若骨架部2的单元孔C过小,则骨架部2的构造变得过于复杂,其结果,有可能难以在计算机上生成表示多孔结构体1的三维形状的三维形状数据(CAD数据等)或者基于该三维形状数据生成的3D造形用数据,因此难以进行使用3D打印机进行的多孔结构体1的制造。从使使用3D打印机进行的多孔结构体1的制造变容易的观点出发,构成骨架部2的各单元孔C中的、具有最小的直径的单元孔C的直径优选为0.05mm以上,更优选为0.10mm以上。在具有最小的直径的单元孔C的直径为0.05mm以上的情况下,能够利用高性能的3D打印机的分辨率进行造形,在具有最小的直径的单元孔C的直径为0.10mm以上的情况下,不仅能够利用高性能的3D打印机的分辨率,也能够利用通用的3D打印机的分辨率进行造形。
如上所述,如图1、图2、图4所示,多孔结构体1除了骨架部2以外还包括一个或多个局部连结膜31。构成骨架部2的各假想面V1中的一个或多个假想面V1各自的至少一部分被一个或多个局部连结膜31覆盖。如图5中放大所示,该一个或多个局部连结膜31分别仅与环状部211的周向的局部连结。具体而言,各局部连结膜31分别仅与环状部211的环状的内周侧缘部2111的周向的局部连结。局部连结膜31与骨架部2一体地构成。
各局部连结膜31在由环状部211的内周侧缘部2111划分出的假想面V1上延伸,由此,覆盖由该环状部211划分出的假想面V1的至少一部分。
图6是利用沿着图5的B-B线的截面表示图5的环状部211和局部连结膜31的B-B剖视图。图6以处于未对多孔结构体1施加外力的自然状态时的情形示出环状部211和局部连结膜31。图7是与图6对应的位置的剖视图,以多孔结构体1压缩变形或复原变形时的状态示出环状部211和局部连结膜31。如图6~图7中所例示,局部连结膜31仅与环状部211的周向的局部连结,因此在对多孔结构体1施加外力而多孔结构体1压缩变形或复原变形时(图7)局部连结膜31中的未与环状部211连结的部分因被空气挤压而弯曲,空气通过此时形成的局部连结膜31与环状部211之间的间隙。如此一来,实现了将局部连结膜31所覆盖的假想面V1夹在中间的两个单元孔C相互间的透气。多孔结构体1压缩变形或复原变形时的、空气相对于局部连结膜31与环状部211之间的间隙的出入、局部连结膜31和环状部211的变形动作对多孔结构体1的动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))产生影响。通过调整局部连结膜31和环状部211的结构,从而能够调整空气相对于局部连结膜31与环状部211之间的间隙的出入动作、局部连结膜31和环状部211的变形动作,进而能够根据要求实现更加多种多样的动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。因此,能够提高多孔结构体1的动态特性的调整自由度。这一点在多孔结构体1用于在使用时输入有振动的交通工具用座垫、特别是车辆用座垫的情况下特别优选。
另外,如上所述,以往的构成缓冲材料的多孔结构体经由利用化学反应进行发泡的工序来制造,因此难以按照预期那样的位置、数量、大小、形状来形成将各单元相互连通的连通孔的膜。在像本例这样利用3D打印机制造多孔结构体1的情况下,通过在读入到3D打印机的3D造形用数据中也预先包含局部连结膜31的信息,从而能够可靠地按照预期那样的位置、数量、大小、形状来形成局部连结膜31。
以下,除了图1~图7所示的本发明的第1实施方式的多孔结构体1以外,还对图8~图14所示的本发明的第2~第8实施方式的多孔结构体1进行说明。
图8~图14所示的第2~第8实施方式的多孔结构体1也与第1实施方式的多孔结构体1同样,多孔结构体1除了骨架部2以外还包括一个或多个局部连结膜31,构成骨架部2的各假想面V1中的一个或多个假想面V1各自的至少一部分被一个或多个局部连结膜31覆盖,该一个或多个局部连结膜31分别仅与环状部211的周向的局部连结。因此,第2~第8实施方式的多孔结构体1也起到与第1实施方式的多孔结构体1相同的效果。
在于本说明书中说明的各实施方式中,构成骨架部2的各假想面V1中的一个或多个假想面V1分别是,既可以像图5、图9~图11的各实施方式那样仅被一个局部连结膜31覆盖,或者也可以像图8、图12~图13的各实施方式那样被多个局部连结膜31覆盖。在假想面V1被多个局部连结膜31覆盖的情况下,这多个局部连结膜31优选像图8、图12~图13的各实施方式那样在俯视时未相互重叠。
通过调整覆盖假想面V1的局部连结膜31的数量、大小,从而能够调整空气相对于局部连结膜31与环状部211之间的间隙的出入动作、局部连结膜31的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
在于本说明书中说明的各实施方式中,一个或多个局部连结膜分别是,既可以像图5、图8~图9、图11~图13的各实施方式那样仅与环状部211的周向的局部连结,或者也可以像图10的实施方式那样与环状部211的周向的多个部分(在图10的例子中是两个部分)连结。
通过调整局部连结膜31与环状部211的连结部分的数量、位置,从而能够调整空气相对于局部连结膜31与环状部211之间的间隙的出入动作、局部连结膜31和环状部211的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
在于本说明书中说明的各实施方式中,一个或多个局部连结膜31分别是,既可以像图5、图8~图9、图11~图13的各实施方式那样仅与环状部211中的一个骨部2B连结,或者也可以像图10的实施方式那样仅与环状部211中的多个骨部2B连结,或者虽然省略图示,但也可以与环状部211中的一个或多个骨部2B和一个或多个结合部2J连结。
通过调整局部连结膜31与环状部211的连结部分的位置、长度,从而能够调整局部连结膜31和环状部211的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
在于本说明书中说明的各实施方式中,一个或多个局部连结膜31分别是,也可以像图5、图8~图13的各实施方式那样仅与环状部211中的一个或多个骨部2B各自的局部连结。在图5、图8~图9、图11~图13的各实施方式中,局部连结膜31仅与环状部211中的一个骨部2B的局部连结。在图10的实施方式中,局部连结膜31仅与环状部211中的两个骨部2B各自的局部连结。在这些实施方式中,与局部连结膜31连结的骨部2B包括与局部连结膜31连结的部分即连结部2BC和未与局部连结膜31连结的部分即根部3BR。在该情况下,优选像图5、图8~图13的各实施方式那样,与局部连结膜31连结的骨部2B在骨部2B的延伸方向上的连结部2BC的两侧具有一对根部3BR。
不过,在于本说明书中说明的各实施方式中,也可以是,一个或多个局部连结膜31分别与环状部211中的一个或多个骨部2B各自的全部连结。在该情况下,与局部连结膜31连结的骨部2B仅包括与局部连结膜31连结的部分即连结部2BC,不具有未与局部连结膜31连结的部分即根部3BR。
在这些实施方式中,在多孔结构体1压缩变形或复原变形时,骨部2B的根部3BR绕骨架线O(图4)扭转而发挥铰链的功能,从而局部连结膜31和连结部2BC成为一体地绕骨架线O(图4)转动。通过调整骨部2B的连结部2BC的长度(进而是连结部2BC的长度与骨部2B的整体长度之比),从而能够调整局部连结膜31和骨部2B的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
例如,在图5的实施方式和图9的实施方式中,虽然局部连结膜31的大小、形状大致相同,但是骨部2B的连结部2BC的长度(进而是连结部2BC的长度与骨部2B的整体长度之比)不同,因此动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))不同。
在像图5、图8~图13的各实施方式那样一个或多个局部连结膜31分别仅与环状部211中的一个或多个骨部2B各自的局部连结的情况下,与该一个或多个局部连结膜31连结的各骨部2B中的、至少一部分骨部2B分别是,未与局部连结膜31连结的部分即根部2BR的截面积既可以像图5、图8~图10、图12~图13的各实施方式那样同与局部连结膜31连结的部分即连结部2BC的截面积相同,或者也可以像图11的实施方式那样比连结部2BC的截面积小,或者虽然省略图示,但也可以比连结部BC的截面积大。
通过调整骨部2B的根部2BR的截面积(进而是根部3BR的截面积与连结部2BC的截面积之比),从而能够调整根部3BR绕骨架线O的扭转容易性(进而是铰链功能),进而能够调整局部连结膜31和连结部2BC绕骨架线O的转动动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
从相同的观点出发,在像图5、图8~图13的各实施方式那样一个或多个局部连结膜31分别仅与环状部211中的一个或多个骨部2B各自的局部连结的情况下,与该一个或多个局部连结膜31连结的各骨部2B中的、至少一部分骨部2B分别是,未与局部连结膜31连结的部分即根部2BR的截面积既可以像图5、图8~图10、图12~图13的各实施方式那样与未与局部连结膜31连结的骨部2B的截面积相同,或者也可以像图11的实施方式那样比未与局部连结膜31连结的骨部2B的截面积小,或者虽然省略图示,但也可以比未与局部连结膜31连结的骨部2B的截面积大。
另外,连结部2BC和根部2BR的截面积分别是指连结部2BC和根部2BR的与骨架线O(图4)垂直的截面的截面积。
在于本说明书中说明的各实施方式中,骨部2B的连结部2BC的截面积既可以像图5、图8~图13的各实施方式那样与未与局部连结膜31连结的骨部2B的截面积相同,或者虽然省略图示,但也可以比未与局部连结膜31连结的骨部2B的截面积小,或者虽然省略图示,但也可以比未与局部连结膜31连结的骨部2B的截面积大。
骨部2B的连结部2BC的截面积存在不易对动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))产生影响的倾向。
在于本说明书中说明的各实施方式中,局部连结膜31的厚度T31(图6)既可以像图6的实施方式那样比连结有该局部连结膜31的骨部2B的连结部2BC的宽度W0(图6)小,或者虽然省略图示,但也可以与连结有该局部连结膜31的骨部2B的连结部2BC的宽度W0相同,或者虽然省略图示,但也可以比连结有该局部连结膜31的骨部2B的连结部2BC的宽度W0大。
通过调整局部连结膜31的厚度T31(进而是局部连结膜31的厚度T31与连结部2BC的宽度W0之比),从而能够调整局部连结膜31的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
从相同的观点出发,在于本说明书中说明的各实施方式中,局部连结膜31的厚度T31(图6)既可以比未与局部连结膜31连结的骨部2B的宽度W0(图1)小,或者虽然省略图示,但也可以与未与局部连结膜31连结的骨部2B的连结部2BC的宽度W0相同,或者也可以比未与局部连结膜31连结的骨部2B的连结部2BC的宽度W0大。
在于本说明书中说明的各实施方式中,一个或多个环状部211也可以像图12~图13的各实施方式那样在环状部211的各骨部2B分别连结有彼此独立的局部连结膜31。在该情况下,在局部连结膜31相互之间既可以如图12~图13所示存在间隙,或者也可以没有间隙。
在这样的情况下,也是如上所述,通过调整骨部2B的连结部2BC的长度、骨部2B具有根部2BR的情况下的根部2BR的截面积、局部连结膜31的厚度T31、局部连结膜31相互间的间隙等,从而能够调整空气相对于局部连结膜31与环状部211之间的间隙、局部连结膜31相互间的间隙的出入动作、局部连结膜31和环状部211的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
在该情况下,一个或多个环状部211也可以像图13的实施方式那样在环状部211的各骨部2B分别连结有彼此独立的局部连结膜,并且利用各局部连结膜31的内周侧端部划分出孔(orifice)5。孔5的形状既可以像图13的例子那样是圆形,或者也可以是其他任意的形状。通过调整孔5的大小、形状,从而能够调整空气通过孔5的空气阻力、局部连结膜31的变形动作,进而能够调整动态特性(具体而言是振动衰减特性(特别是粘性衰减特性))。
在于本说明书中说明的各实施方式中,局部连结膜31的形状可以是三角形、四边形、六边形等多边形、圆形或椭圆形等任意的形状。在图5、图8~图11的各例中,局部连结膜31的形状是六边形(在图9的例子中是大致六边形)。此外,在图12~图13的各例中,局部连结膜31的形状是三角形。
在于本说明书中说明的各实施方式中,局部连结膜31的形状既可以像图5、图8~图11的各例那样是与同该局部连结膜31连结的环状部211的骨架线O(图4)所形成的形状(在图5、图8~图11的各例中是六边形)大致相同的形状,或者也可以像图12~图13的各例那样是与同该局部连结膜31连结的环状部211的骨架线O所形成的形状(在图12~图13的各例中是六边形)不同的形状。
在于本说明书中说明的各实施方式中,在多孔结构体1处于自然状态时,覆盖假想面V1的一个或多个局部连结膜31既可以像图5、图8~图13的各实施方式那样仅覆盖假想面V1的一部分,或者也可以覆盖假想面V1整体。
在于本说明书中说明的各实施方式中,构成骨架部2的各假想面V1中的任意的假想面V1可以被一个或多个局部连结膜31覆盖。构成骨架部2的各小假想面V1S中的至少一个小假想面V1S也可以被一个或多个局部连结膜31覆盖。且/或构成骨架部2的各大假想面V1L中的至少一个大假想面V1L也可以被一个或多个局部连结膜31覆盖。
在于本说明书中说明的各实施方式中,既可以像图1~图2的例子那样在每个单元划分部21中局部连结膜31的数量、位置、结构都不同,或者也可以在每个单元划分部21中局部连结膜31的数量、位置、结构都相同。
例如也可以是,多孔结构体1所包括的各单元划分部21各自的至少一个假想面V1L被一个或多个局部连结膜31覆盖。
多孔结构体1也可以在各不相同的环状部211中具有上述的第1~第7实施方式(图5、图8~图13)中的任意多个实施方式的结构。
局部连结膜31优选由与骨架部2相同的材料构成。不过,局部连结膜31也可以由与骨架部2不同的材料构成。
在图5、图8~图13的各例中,局部连结膜31构成为大致平坦,更具体而言,构成为平坦。另外,关于局部连结膜31,“大致平坦”不限于严格地平坦的情况,只要是实质上平坦即可,例如也包含曲面状的情况。在局部连结膜31构成为曲面状的情况下,局部连结膜31能够像隔膜那样发挥功能。
在于本说明书中说明的各实施方式中,多孔结构体1也可以如图14所示除了骨架部2和局部连结膜31以外还包括一个或多个全部连结膜32。
全部连结膜32在由环状部211的环状的内周侧缘部2111划分出的假想面V1上延伸,由此覆盖由该环状部211划分出的假想面V1。全部连结膜32与环状部211的周向的全部连结。具体而言,全部连结膜32与环状部211的环状的内周侧缘部2111的周向的全部连结。全部连结膜32与骨架部2一体地构成。全部连结膜32优选由与骨架部2相同的材料构成。不过,全部连结膜32也可以由与骨架部2不同的材料构成。在图14的例子中,全部连结膜32构成为大致平坦,更具体而言,构成为平坦。另外,关于全部连结膜32,“大致平坦”不限于严格地平坦的情况,只要是实质上平坦即可,例如也包含曲面状的情况。在全部连结膜32构成为曲面状的情况下,全部连结膜32能够像隔膜那样发挥功能。
全部连结膜32优选具有比骨部2B的宽度W0(图1)小的厚度。
由于全部连结膜32,使得将假想面V1夹在中间的两个单元孔C不再通过假想面V1相互连通,无法再经由假想面V1透气,因此进而是多孔结构体1整体的透气性下降。通过调整构成多孔结构体1的各假想面V1中的、被全部连结膜32覆盖的假想面的数量,从而能够调整多孔结构体1整体的透气性,能够根据要求实现各种各样的透气性水平。
也可以是,构成骨架部2的各小假想面V1S中的至少一者被全部连结膜32覆盖。且/或也可以是,构成骨架部2的各大假想面V1L中的至少一者被全部连结膜32覆盖。
既可以在每个单元划分部21中全部连结膜32的数量、位置都不同,或者也可以在每个单元划分部21中全部连结膜32的数量、位置都相同。
另外,多孔结构体1也可以不包括全部连结膜32。
〔具备多孔结构体的座垫〕
如上所述,本发明的各实施方式的多孔结构体1能够用于座垫(特别是车辆用座垫)。
以下,参照图15说明具备本发明的任意的实施方式的多孔结构体1的座垫302的一例。
图15是概略地表示具备能够由本发明的各种各样的实施方式的多孔结构体1构成的座垫302(车辆用座垫)的车辆用座椅300的一例的立体图。
如图15中虚线所示,车辆用座椅300包括用于供就座者就座的缓冲垫310和用于支承就座者的后背的靠背垫320。缓冲垫310和靠背垫320分别由座垫302构成。以下,有时将缓冲垫310或靠背垫320简称为“座垫302”。缓冲垫310和靠背垫320能够分别由在本说明书中说明的任意的实施方式的多孔结构体1构成。固定于多孔结构体1的XYZ正交坐标系(图1~图4)可以相对于座垫302而言指向任意的方向。车辆用座椅300除了包括分别构成缓冲垫310和靠背垫320的座垫302以外,例如还能够包括覆盖座垫302的表面侧(就座者侧)的表皮330、从下侧支承缓冲垫310的框架(未图示)、设置于靠背垫320的背面侧的框架(未图示)、以及设置于靠背垫320的上侧且用于支承就座者的头部的头枕340。表皮330例如由透气性较佳的材料(布等)构成。在图15的例子中,缓冲垫310和靠背垫320互相独立地构成,但也可以互相一体地构成。
此外,在图15的例子中,头枕340相对于靠背垫320独立地构成,但头枕340也可以与靠背垫320一体地构成。
在本说明书中,如图15中标记的那样,将从就座于车辆用座椅300(进而是座垫302)的就座者的角度观察时的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”各方向分别简称为“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等。
缓冲垫310具有:主垫部311,其构成为从下侧支承就座者的臀部和大腿部;以及一对侧垫部312,其位于主垫部311的左右两侧,相比于主垫部311向上侧隆起,构成为从左右两侧支承就座者。主垫部311包括:腿下部311t,其构成为从下侧支承就座者的大腿部;以及臀下部311h,其位于比腿下部311t靠后侧的位置,构成为从下侧支承就座者的臀部。
靠背垫320具有:主垫部321,其构成为从后侧支承就座者的后背;以及一对侧垫部322,其位于主垫部321的左右两侧,相比于主垫部321向前侧隆起,构成为从左右两侧支承就座者。
在本说明书中,“座垫(302)的延伸方向(LD)”是与座垫302的左右方向和厚度方向(TD)垂直的方向,在缓冲垫310的情况下是指前后方向(图15),在靠背垫320的情况下是指主垫部321从靠背垫320的主垫部321的下表面到上表面的范围内延伸的方向(图15)。
此外,“座垫(302)的厚度方向(TD)”在缓冲垫310的情况下是指上下方向(图15),在靠背垫320的情况下是指主垫部321在从靠背垫320的主垫部321的就座者侧的面(表面)FS到背面BS的范围内延伸的方向(图15)。
此外,座垫(302)的“就座者侧的面(表面、FS)”在缓冲垫310的情况下是指上表面(图15),在靠背垫320的情况下是指前表面(图15)。座垫(302)的“背面(BS)”是座垫(302)的与就座者侧的面(FS)相反的一侧的面,在缓冲垫310的情况下是指下表面(图15),在靠背垫320的情况下是指后表面(图15)。座垫(302)的“侧面(SS)”是座垫(302)的就座者侧的面(FS)和背面(BS)之间的面,在缓冲垫310的情况下是指前表面、后表面、左表面及右表面中的任一者(图15),在靠背垫320的情况下是指下表面、上表面、左表面及右表面中的任一者(图15)。
另外,在图15所示的例子中,多孔结构体1构成座垫302的缓冲垫310、靠背垫320各自整体。
不过,多孔结构体1也可以仅构成座垫302的缓冲垫310、靠背垫320和头枕340中的任一者。
此外,多孔结构体1也可以仅构成座垫302的缓冲垫310的一部分、靠背垫320的一部分且/或头枕340的一部分。由此,能够减小多孔结构体1的大小,进而也能够利用比较小型的3D打印机来制造。在该情况下,座垫302的缓冲垫310、靠背垫320、头枕340中的、除了由多孔结构体1构成的部分以外的部分例如可以通过在模具成形或板坯成形等中经由利用化学反应进行发泡的工序制造,从而由上述那样的以往通常的多孔结构体(发泡体)构成。例如虽然省略图示,但也可以是,座垫302的缓冲垫310、靠背垫320且/或头枕340分别包括相互独立地构成的多个缓冲部,仅是该多个缓冲部中的一部分(一个或多个)缓冲部由多孔结构体1构成,其他的缓冲部例如由在模具成形或板坯成形等中经由利用化学反应进行发泡的工序制造的多孔结构体(发泡体)构成。更具体而言,例如也可以是,座垫302的缓冲垫310、靠背垫320且/或头枕340分别包括:一个或多个插填体,其由多孔结构体1构成;以及主体部,其相对于该一个或多个插填体独立地构成,具有收纳该一个或多个插填体的凹部,例如由在模具成形或板坯成形等中经由利用化学反应进行发泡的工序制造的多孔结构体(发泡体)构成。
或者也可以是,座垫302的缓冲垫310、靠背垫320且/或头枕340由相互独立地构成的多个缓冲部构成,该多个缓冲部分别由多孔结构体1构成。由此,也能够减小多孔结构体1的大小,进而也能够利用比较小型的3D打印机来制造。
多孔结构体1优选构成缓冲垫310或靠背垫320的主垫部311、321的至少一部分。
〔多孔结构体的制造方法〕
接着,参照图16例示说明本发明的多孔结构体1的制造方法。以下说明的方法是使用3D打印机制造多孔结构体1的方法,能够良好地用于制造在本说明书中说明的任意的实施方式的多孔结构体1。图16示出制造构成座垫的多孔结构体1的情形。
首先,事先使用计算机制成表示多孔结构体1的三维形状的三维形状数据(例如三维CAD数据)。
接着,使用计算机将上述三维形状数据转换为3D造形用数据500。3D造形用数据500在3D打印机400的造形部420进行造形时被读入到3D打印机400的控制部410,控制部410构成为使造形部420对多孔结构体1进行造形。3D造形用数据500例如包含表示多孔结构体1的各层的二维形状的切片数据。
接着,利用3D打印机400进行多孔结构体1的造形。3D打印机400例如可以使用光造形方式、粉末烧结层叠方式、热熔融层叠方式(FDM方式)、喷墨方式等任意的造形方式进行造形。从生产率的观点出发,优选为光造形方式。在图16示出利用光造形方式进行造形的情形。
3D打印机400例如包括由CPU等构成的控制部410、遵照控制部410的控制进行造形的造形部420、用于放置造形的造形物(即,多孔结构体1)的支承台430、以及收纳液体树脂LR、支承台430及造形物的收纳体440。造形部420在像本例这样利用光造形方式的情况下具有激光照射器421,该激光照射器421构成为照射紫外线激光LL。在收纳体440填充有液体树脂LR。在从激光照射器421照射的紫外线激光LL照射到液体树脂LR时,该液体树脂LR固化,成为具有挠性的树脂。
这样构成的3D打印机400首先是控制部410读入3D造形用数据500,基于读入的3D造形用数据500所包含的三维形状,控制为使造形部420照射紫外线激光LL,同时依次对各层进行造形。
在利用3D打印机400进行的造形完成之后从收纳体440取出造形物。由此,最终作为造形物而得到多孔结构体1。
通过使用3D打印机制造多孔结构体1,从而能够利用一个工序简单且精度较佳地如预期那样实现具备局部连结膜31的多孔结构体1。
另外,在由树脂构成多孔结构体1的情况下,也可以是,在利用3D打印机400进行的造形完成之后在加热炉中对作为造形物的多孔结构体1进行加热。在该情况下,能够强化构成多孔结构体1的各层相互间的结合,由此能够降低多孔结构体1的各向异性,因此能够进一步提高多孔结构体1的缓冲性。
此外,在由橡胶构成多孔结构体1的情况下,也可以是,在利用3D打印机400进行的造形完成之后将作为造形物的多孔结构体1硫化。
产业上的可利用性
本发明的多孔结构体及多孔结构体的制造方法适合用于缓冲材料,例如适合用于任意的交通工具用座椅及任意的交通工具用座垫,特别适合用于车辆用座椅及车辆用座垫。
附图标记说明
1:多孔结构体;2:骨架部;2B:骨部;2Be:骨部的端部;2BC:连结部;3BR:根部;2J:结合部;21:单元划分部;211:环状部;211L:大环状部;211S:小环状部;2111:环状部的内周侧缘部、31:局部连结膜;32:全部连结膜、5:孔、C:单元孔;O:骨架线;V1:假想面;V1L:大假想面;V1S:小假想面、300:车辆用座椅;302:座垫、310:缓冲垫;311:主垫部(就座部);311t:腿下部;311h:臀下部;312:侧垫部、320:靠背垫;321:主垫部;322:侧垫部、330:表皮、340:头枕、FS:就座者侧的面(表面);SS:侧面;BS:背面;TD:厚度方向;LD:延伸方向、400:3D打印机;410:控制部;420:造形部;421:激光照射器;430:支承台;440:收纳体;LL:紫外线激光;LR:液体树脂;500:3D造形用数据。
Claims (9)
1.一种多孔结构体,其由具有挠性的树脂或橡胶构成,其中,
所述多孔结构体在其整体范围内都具有骨架部,
所述骨架部包括多个骨部和分别将所述多个骨部的端部相互结合的多个结合部,
所述骨架部具有分别由多个所述骨部和多个所述结合部构成为环状的多个环状部,
各所述环状部分别利用其内周侧缘部划分出假想面,
一个或多个所述假想面各自的至少一部分被一个或多个局部连结膜覆盖,
所述一个或多个局部连结膜分别仅与所述环状部的周向的局部连结。
2.根据权利要求1所述的多孔结构体,其中,
一个或多个所述局部连结膜分别仅与所述环状部中的一个或多个所述骨部各自的局部连结。
3.根据权利要求2所述的多孔结构体,其中,
与所述一个或多个局部连结膜连结的各所述骨部中的、至少一部分所述骨部分别是,未与所述局部连结膜连结的部分的截面积比与所述局部连结膜连结的部分的截面积小。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的多孔结构体,其中,
一个或多个所述局部连结膜分别与所述环状部的周向的多个部分连结。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的多孔结构体,其中,
一个或多个所述环状部在所述环状部的各所述骨部分别连结有彼此独立的所述局部连结膜。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的多孔结构体,其中,
一个或多个所述环状部在所述环状部的各所述骨部分别连结有彼此独立的所述局部连结膜,并且利用各所述局部连结膜的内周侧端部划分出孔。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的多孔结构体,其中,
所述多孔结构体用于缓冲材料。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的多孔结构体,其中,
所述多孔结构体是利用3D打印机造形而成的。
9.一种多孔结构体的制造方法,其中,
该制造方法使用3D打印机来制造权利要求1~7中任一项所述的多孔结构体。
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