JP6140691B2 - 三次元印刷で製造されたコネクタ - Google Patents

Description

本発明は一般的には管路、特に、流体移送コネクタの製造に関する。

本願は、２０１１年６月２日に出願した米国仮出願第６１／４９２，４９８号の利益を主張するものであり、これを参照することにより、本願明細書に含まれるものである。

伝統的に、ポリマー部材は射出成形又は押出成形により作られている。このような工程では、加熱されたポリマー液が高圧下で、組合わせた金属製のダイ（match metal dies）内にセットされ、その後、製造された部材を硬化するためにダイが内部冷却される。溶融されたポリマーがダイのキャビティ内に射出されたときに、このキャビティから空気が排出される。射出及び押出成形は、年に十万又はそれ以上の製品が必要とされる大量生産には理想的に適している。しかし、これらの伝統的製造工程は、極めて高価な機械加工されたスティール製のダイを必要とし、これらのダイは製品の修正が望まれたときに変更することが困難で時間を要し、部分対部分の公差の変化に問題を生じる。このような変化は、硬化中における成形収縮、成形圧の変化、内部ボイド及び外部引けマーク等による部分的な変形によるものである。この伝統的なダイの工具費用のために、ポリマー製品の少量生産を極めて高価なものとしている。

更に、非機能的なポリマー部材を製造するためにステレオリソグラフィーを使用することが知られている。このような従来のステレオリソグラフィーの方法は、液体ポリマーのタンク内で、移動するプラットフォーム上に層状部材を形成するためにレーザを使用する。この部材は、形成されるにつれて、液体から立ち上がる。これらの部材は、製造するのに極めて遅く、更に、非実用的な脆さである。

本発明によると、中空の管路が提供される。他の観点では、それを通して流体を移送するのに適したクイックコネクタが、光硬化材料及び／又は多数の層成（built-up）材料から形成される。他の観点では、インクジェット印刷ヘッドから材料を放出して管路に積み上げる三次元印刷機を使用する。更に他の観点は、材料を層状に堆積し及び／又は層成配置（built-up arrangement）することにより、管路を形成する方法を提供する。更に他の観点は、材料の堆積中、管路が空気等のガスで実質的に囲まれる環境で材料を堆積することにより、管路を形成する。リテーナ、雄型インサート及び／又は一体的シールを、管路又はコネクタに形成する方法も、他の観点で採用される。

このコネクタ及び方法は、従来の装置よりも有利である。例えば、このコネクタ及び方法は、特別な工具又はダイを必要とせず、これにより、数十万ドル及び幾週ものダイの製造時間を節約する。更に、この方法は、迅速かつ安価なデザインを可能とし、１の製造サイクルから他の製造サイクルへの部分的変更を可能とする。他の観点では、少なくとも１０、より好ましくは、少なくとも４０の同一のコネクタを単一の機械製造サイクルで製造できるように、部分と部分との間の公差の変化は、このコネクタ及び方法では存在しない。このコネクタ及び方法の他の観点では、多数のヘッド開口、機械内での層成コネクタ用静止サポート、及び、周囲空気の製造環境は、製造速度の増大、機械の簡略化、及び、製造されたコネクタへの容易な近接を可能とする。更に注目すべきは、このコネクタ及び方法は、多数の屈曲形状を有するダイロックされた状態の（die-locked）部材構造を形成することができる点で有益であり、従来のダイで製造することは不可能ではないとしても、極めて高価となる。他の観点では、このコネクタ及び方法は、同じ製造機械サイクル内で、相手方部材をプリインストール又は予め組立てた状態で形成することにより、製造後の組立を低減するもので、これは、例えばリテーナ、雄型インサート及び／又はシールに適用することができる。特質の異なる材料、例えば可撓性、引張強さ、フープ強さ、化学薬品耐性、紫外線退色抵抗性、又は、色彩でも、コネクタの異なる部分を実質的に同時に形成するために、堆積（deposit）することができる。したがって、内部シールを一体的に形成し、手の届き難いコネクタの内孔内に取付けることができ、これは、そうでない場合には伝統的な工程で必要とするような、特別な挿入工具、接着剤、又は、他の高価で変更可能な（variable）製造後組立てを必要としない。本発明の更なる利点又は特徴は、以下の説明、請求の範囲、及び、添付の図面から明らかとなる。

図１は、本発明の第１の実施形態を示す展開斜視図である。 図２は、図１のコネクタを示す、一部を欠截した斜視図である。 図３は、コネクタを示す、図１の３−３線に沿う断面図である。 図４は、コネクタを示す、図１の４−４線に沿う断面図である。 図５は、本発明の第２の実施形態を示す展開斜視図である。 図６は、コネクタを示す、図５の６−６線に沿う縦方向断面図である。 図７は、第１の実施形態のコネクタを製造する機械の上カバーを取外した状態の斜視図である。 図８Ａから図８Ｃは、第１の実施形態のコネクタを形成する機械を示す一連の概略的な側面図である。 図８Ａから図８Ｃは、第１の実施形態のコネクタを形成する機械を示す概略的な側面図である。 図８Ａから図８Ｃは、第１の実施形態のコネクタを形成する機械を示す概略的な側面図である。

図１〜４は、第１の好ましい実施形態の管路（conduit）、特に、内部の中空ボア２３を通して流体を搬送可能なクイックコネクタ２１を示す。例えば、コネクタ２１は、自動車に採用し、多数の空調、ブレーキ流体又は燃料用チューブを接続し、連結したチューブ間を架橋して液体又はガス状流体をボア２３を通して流すことができる。コネクタ２１は、更に、産業用、研究用、又は、住居用の建物にも採用し、その間に水、空気又は他の流体を移送するチューブに接続することができる。図１に示す例示的なチューブ２５，２７が図１に示してあり、ここで使用する「チューブ」の用語は最も広く妥当な態様で解釈すべきであり、可撓性で、中空及び長いポリマー部材であることが好ましいが、しかし、剛性のポリマー、金属又は複合材のパイプ等であってもよい。

コネクタ２１は、拡大した雌型端部３１と縮小した雄型端部３３とを含む。長い中間部又はボディ３５が端部３１と端部３３との間に延びる。雄型端部３３の部分（section）は、ボディ３５の公称断面及び雌型端部３１の部分よりも小さな断面寸法を有する。ボディ３５及び関連するボアは、一対の対向しかつ全体的に直角の屈曲部３７及び３９を含むが、これに代わる数量、角度及び形状の屈曲部を用いてもよい。例えば、屈曲部が、交互に６０°の角度を有してもよく、又は、Ｕ形状を形成してもよい。このような多数の屈曲形状は従来の射出成形ではダイロック状態（die-lock condition）を製造する困難性を生じさせるものであるが、本発明の工程では回避される。

雄型端部３３は、全体的に截頭円錐状テーパ部５１と、円形フランジ５３と、一対の截頭円錐状の返し部５５とをその外面上に有する。これらの形状は、全て厚さが変化しているが、以下に詳細に説明するように、本製造方法の使用により、内部の収縮ボイド又は窪んだひけマークを生じさせることはない。外側に装着されるＯリングシール５７は、相手方チューブ２７の内面に対してシールするため、テーパ部５１とフランジ５３との間の溝内に配置される。選択的なサークリップ又は圧縮性でかつ取外し可能なリテーナを、雄型端部３３上に装着した後、このチューブ２７の外側に取り付けることができ、これにより、チューブ２７はリテーナと返し部５５との間でクランプされる。

一対のＯリングシール７１及び７３が、ボア２３を囲む円筒状壁のそれぞれの対応する溝７５及び７７内で内側に配置される。更に、可撓性のリテーナ９１が雌型端部３１の拡大チャンバ内に装着される。リテーナ９１は、径方向に架橋するアーム９７で側方に移動可能なスナップ嵌め係り部９５に接続される、一対の外側から近接可能なボタン９３を含む。各スナップ嵌め係り部９５は、端部から見たときに弧状であり、雌型端部３１内の開口に最も近接してより大きな径を有するテーパ状である。したがって、内側で噛合うインサート又はチューブに対して、挿入力は抜去力よりも小さい。

雄型インサート１０１は、剛性で長く（alongated）かつ中空の管状部材であり、全体的に円筒状の外面１０３を有し、その中をボア１０５が貫通する。円形状の係合フランジ１０７及び円形状の当接ストッパ１０９が雄型インサート１０１の表面１０３から側方に延びる。更に、多数の突条（peak）１１１が、面１０３を囲み、チューブが雄型インサート１０１の対応する部分を囲むときに、チューブ２５の内側に強固に係合する。必要に応じて外側リテーナを採用し、雄型インサート１０１上にチューブ２５を更に確実に保持することも可能である。雄型インサート１０１のストッパ１０９が端部３１に当接し、係合フランジ１０７がリテーナ９１の返し部９５にスナップ嵌め連結されるように、雄型インサート１０１はコネクタ２１の雌型端部３１内に直線的に挿入され、又は、内側に形成される。これは、雄型インサート１０１のコネクタ２１からの望ましくない抜出しを防止し、この間、流体が少なくとも５バールの流体圧で流れ、その間の少なくとも２００ポンド（約９１ｋｇ）の引き抜き力に故障することなく耐える。しかし、雄型インサート１０１をコネクタ２１から取外すことが望ましいときは、人が雄型インサート１０１を引き抜きつつ、ボタン９３を軸方向のセンターライン１１３に向けて押圧すると、この内方へのボタン圧縮で、図３に矢印で示すように、返し部９５が側方に拡大され、センターライン１１３から離隔させる作用がなされる。この後、雄型インサート１０１は、少ない労力で、迅速に結合し、スナップ嵌めの態様で直線状に再挿入することができる。

クイックコネクタ管路の他の形態を採用することが可能であるが、ここに推奨する製造方法を用いることが好ましい。例示的な他の形態は、「コネクタ装置」と題する２０１１年２月９日付け出願の米国特許出願番号第１３／０２３，７３５号、「迅速カップリング用ロック部材」と題する２００９年５月２６日付けでトレディ他に発行された米国特許第７，５３７，２４７号に開示されている。いずれも、参照することによりここに含まれるものである。

図５及び図６を参照すると、第２の好ましい実施形態の流体移送管路は、クイックコネクタチェック弁１３１である。コネクタ弁１３１は、その外面に截頭円錐状テーパ１３７を設けた一対の雄型端部１３３及び１３５を有する。雌型チューブ１３９及び１４１が、それぞれ雄型端部１３３及び１３５の回りに取付けられ、その間に流体が流れることができる。中間部又はボディ１４３が端部１３３及び１３５間に長く延び、その回りから側方に延びる比較的肉厚の円形フランジ１４５を有する。中空の貫通ボア１４７が端部１３３及び１３５間に延びているが、截頭円錐状端部におけるよりもより大きな径をボディ１４３内に有する。２つ又は３つの局部的に突出しかつ離隔したフィンガ１４９が一端からボア１４７内に径方向に突出する。球状のボール１５１が単一部材のコネクタ弁１３１内に形成され、端部１３３及び１３５間でボア１４７内を直線状に移動する（回転することもできる）ことができる。流体が端部１３５から端部１３３に流れると、ボール１５１がフィンガ１４９上に押圧される。ボール１５１の周部とボディ１４３の内面との間の横スペース、及び、離隔したフィンガ１４９は、流体がボール１５１を超えて流れ、端部１３３から流出するのを可能とする。しかし、逆方向の流れは、ボール１５１が端部１３３から端部１３５に移動し、端部１３５に隣接する出口を閉鎖し、これにより、逆流状態を防止する。端部１３３及び１３５内の規制された開口は、ボール１５１がコネクタ弁１３１から抜け出るのを防止する。したがって、ボール１５１は、コネクタ弁１３１を介する流通方向を選択的に制御する可動弁部材として作用する。

図７から図８Ｃに、好ましい製造機械及び工程（process）を示す。三次元印刷機械２０１は、静止支持面２０３を有し、この上で一組の同一のコネクタ２１が形成される。機械２０１は更に、少なくとも１つで好ましくは８つのインクジェットプリンタヘッド２０５を有し、電気モータ又は他の自動制御されたアクチュエータにより、１又は複数のガントリーレール２０７に沿ってサイドからサイドに横移動する。このガントリーレールは更に、電気モータ又は他の自動制御されたアクチュエータで駆動され、外側レール２０９に沿って支持面２０３の上側を前後に移動する。少なくとも２つのストレッジタンク２１１又は取外し可能なカートリッジが供給ホース２１３を介してヘッド２０５に接続され、それぞれのタンク２１１に収容された同じ又は異なるポリマー材料２１５を、ヘッド２０５内の多数のインクジェットプリンタ開口２１７に供給する。開口２１７は、１０Ｘ１０又は更に１００Ｘ１００のノズルの配列を構成してもよく、より好ましくは９６のノズルが、単一のヘッドパスの際に多数の材料が同時に放出されるように、線形配列（linear array）に配置される。この材料は、粉末及び水混合液の形態の紫外線硬化型の感光性ポリマーであることが好ましい。又は、スプールが収容する長く可撓性の糸状又はフィラメント状（string or filament）のポリマー材料をヘッドに供給し、層化（layered）しかつ連続した糸状体（continuous string）として、支持面上に溶融させて放出することができる。

入力キーボード２２１、出力ビデオ画面２２３、及び、マイクロプロセッサを有する電子制御装置（computer controller）２１９が、機械２０１の中央処理ユニット２２５に接続されており、タンク２１１からの材料の供給、及び、支持面２０３に対するヘッド２０５の駆動運動を制御する。機械ユーザは、電子制御装置２１０に設けられたＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク装置又は取外し可能記憶装置等の常駐の（non-transient）内部記憶装置に、コネクタデザインを含むＣＡＤファイルをダウンロードする。この後、ユーザはメモリーに記憶されたソフトウェア命令（software instructions）を使用して、支持面２０３上に所要数量のコネクタ２１をデジタル方式でレイアウトし、コネクタを製造位置（manufacturing orientation）に位置決めし、このとき、製造した後に、後から除去する適宜のサポート２２７を追加する。更に、ユーザは製造に使用する材料を入力し、この後、電子制御装置２１９及びＣＰＵ２２５内のマイクロプロセッサがソフトウェアを実行させ、コネクタのセットを製造するために、ヘッド２０５の動き及び材料堆積を開始させる。

ヘッド２０５の第１パスで、インクジェット印刷開口２１７がポリマー材料２１５の流れを放出し、第１層（layer）を置き、第１の好ましい実施形態のコネクタ２１のため、ヘッド２０５の第１の横方向パスで底部外面を形成し、この底部外面は図示のように雌型端部部分３１である最も厚肉の部分の外面である。この第１パスは、コネクタ２１のほぼ０．１−１．０ｍｍの厚さの材料を置く。ヘッドが横パスを継続すると、同じ製造サイクルで製造される隣接したコネクタのそれぞれに対し、同じ正確な材料層を置く。又は、開口の配列が十分大きく、複数のヘッド上に広がり又は包含される場合には、複数のコネクタを同時に堆積（deposit）させることができる。１つ又は複数の紫外線ライト２４１が、ヘッド２０５に取付けられ、堆積後直ちにこの材料層にライトを照射し、堆積された材料層を一体的に結合し、硬化する。多数のコネクタのそれぞれの第１層が堆積された後、次に、ヘッド２０５は、既に堆積された第１層の上にポリマー材料２１５の第２層を放出し、ライト２４１で硬化されたときに第１層に結合される。この層形成及び硬化は、コネクタが完全に形成されるまで、例えば５０より多くの層又はヘッドパスである多数回にわたって繰り返される。

電子制御装置２１９がヘッドに、壁部又は他のポリマー形成が望ましいことを知らせる位置まで材料が堆積されるが、しかし、ヘッドは、コネクタのＣＡＤ図面内にボア又は他の開口領域が存在する場所には、材料を堆積しない。ポリマー材料が多数の層状に積層されると、これにより、機械２０１のエンクロージャの内側におけるガス特に空気の環境で一体かつ単一部材の製品（part）としてコネクタ全体が形成される。換言すると、全体の製造サイクルで、支持面２０３に接触する第１層を除いて、コネクタは全て空気で囲まれている。ここで用いられている製造又は機械「サイクル」は、ヘッドが材料の第１層の堆積を開始したときからヘッドが完成した製品のための最後の材料層を堆積し、機械内で硬化されるまでの時間をいう。機械サイクルが完了した後、ユーザは、パテナイフ又は他の除去工具を用いる等して、支持面２０３から、製造されたコネクタを除去する。少なくとも４０のコネクタが単一の機械サイクルで形成され、これは９０分よりも短いことが好ましい。

任意の１つのステップでは、それぞれ除去されたコネクタが、硬化剤、溶剤又は最終硬化溶液内に浸漬され、これは、特に、サポートがコネクタの壁部を形成する主要材料と異なる溶剤溶融性材料で形成されているときに、サポートを分解する作用をなす。例えば、第２の好ましい実施形態のコネクタ弁１３１（図６参照）について、溶解可能材料で形成された接続サポートは、ボディの内側にボールを同時に形成する際、ボディ１４３に対してボール１５１を位置決めする。例えば、ボールのサポートとして、材料の１又は２ピクセル（a pixel or two of material）だけが必要となる。三次元印刷機械２０１から最終的に硬化されかつ除去された後、接続サポートはボールとボディとの間で溶解され、この後、ボールは、製造後のいかなる組立ても必要とせずに自由に移動することができる。

第１の好ましい実施形態のコネクタ２１の製造に戻ると、この三次元印刷は、対応する雄型及び雌型端部３３及び３１用の隣接する壁部が形成されるときに、同じパスで実質的に同時にシール５７，７１及び７３を形成できる点で有益である。これらのシールは、隣接する剛性の壁部（一の構造例として、Verogray材料）と比較して、より可撓性の紫外線硬化型ポリマー（一の構造例として、ＤＭ９８７０材料）で形成される。シールは、困難な製造後の組立てが必要でなくなるように、コネクタ２１の残部と単一部材として一体的に形成されることが注目に値する。更に、シールは、隣接するコネクタ壁のアンダーカット内への蟻継ぎ係合部を有することができ、これにより、追加の機械的接続を提供し、相手方チューブへの取付けを繰返す際に、追加の耐久性を提供する。

他の代わりの構造として、この三次元印刷工程は、コネクタ２１の雌型端部３１内に予め取付けられるリテーナ９１及び／又は雄型インサート１０１を同時に製造するために使用される。換言すると、ヘッドが図示のように予め組立てられたシステムの右端部から左端部に移動するときに、図８Ｂに示すように、半部（half-section）を通るヘッド２０５の単一パスで、雄型インサート１０１の側壁部、リテーナ９１のスナップ嵌め返し部、コネクタ２１の全長手方向側壁部、及び、各シール７３，７１及び５３の側壁部を置く。ヘッド２０５内の多数のインクジェット印刷開口により、雄型インサート、リテーナ、シール及びコネクタは、ヘッドがコネクタの上に配置されたときに、ヘッドにより実質的に同時に堆積される、異なる光硬化ポリマーでそれぞれ形成することができる。予め組立てられた雄型インサート、リテーナ及び／又はコネクタ部材を接続する、サイズがそれぞれ１又は２ＣＡＤピクセルのみでもよい、コネクタの連結部（bridging connectors）は、機械加工後サイクルの洗浄又は浸漬工程の際、その後に各部材が互いに移動可能となるように、溶解される。

ここに種々の実施形態を開示してきたが、他の変形例も採用可能なことは明らかである。例えば、米国特許出願第１３／０２３，７３５号に記載されているような、予め組立てられ、又は、別個に印刷された、コネクタの端部における雄型及び雌型ねじ付取付具、及び、シールのためのテーパ付導入部（lead-in）も、ここに開示された三次元印刷の階層化（layering）及び積み上げ（building up）工程により、同時に形成することができる。更に、本コネクタの種々の利点が実現されないとしても、コネクタ内のボアの実際の流通路は、種々の長さ、屈曲部、及び、形状を有することが可能なことも考えられる。更に、コネクタ弁の可動ボールは、弁を通る流体流路を自由に開閉可能な、少なくとも一部が弁の外壁の内側に製造される他の可動部材で置き換えることができる。更に、コネクタは、いくつかの利点が得られない可能性があるが、Ｔ、Ｙ又は他の形状を有することも可能である。更に、予め組立てられた状態に製造することが有益ではあるが、本願の利点の多くを達成することができないとしても、部材を別個に製造し、組立てることも可能である。加えて、全体的に密閉された中空の空隙をコネクタの厚肉化された壁部の内側に形成及び製造し、材料コスト及び重量を軽減することも可能である。それでも、このような変更、変形又は変化は、本発明の精神及び範囲から逸脱するものではない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 流体移送用管路を形成する方法であって、
（ａ）支持面上に材料の層を堆積し、
（ｂ）管路が完全に形成されるまで、それぞれの前の層の上に次の材料の層を堆積し、
（ｃ）前記材料で形成した外壁の内側に延びる中空ボアを備える管路を、堆積ステップの一部として形成し、
（ｄ）少なくとも管路の大部分を、堆積及び形成ステップ中にガスで囲み、
（ｅ）前記材料の層が一体的に結合されるように、管路を硬化し、
（ｆ）支持面から完成した管路を除去する、
ことを備える方法。
［２］ 前記管路は、液体を移送するチューブコネクタであり、更に、雌型端部、及び、この雌型端部よりも小さな断面寸法の反対側雄型端部を形成するため、堆積された層を使用することを備える［１］に記載の方法。
［３］ 更に、同じ機械サイクルで、可撓性カップリング及び剛性インサートをチューブコネクタと実質的に同時に形成するため、堆積された層を使用し、前記カップリングの少なくとも一部及び前記インサートの少なくとも一部は、雌型端部の内側に形成され、前記インサートは中空で、前記インサートは、硬化後に、前記カップリング及び雌型端部から除去可能である、［２］に記載の方法。
［４］ 前記ガスは空気であり、管路の内側のボアは少なくとも２つの角部を有し、前記壁部は単一部材である、［１］に記載の方法。
［５］ 更に、前記支持面の上に配置されたヘッドから材料を流し、ヘッドと支持面との少なくとも一方は、機械の同じ製造サイクルで多数の同じ中空管路を、その製造による収縮及び膨張なしで形成するため、コンピュータの指示にしたがって、自動的に他方に対して移動する、［１］に記載の方法。
［６］ 前記材料は、三次元印刷可能なポリマーである、［１］に記載の方法。
［７］ 前記材料は、ポリマーの糸であり、ヘッドに糸を供給するスプールから連続的な態様で、可動ヘッドから放出される、［１］に記載の方法。
［８］ 少なくとも１０の管路が、９０分よりも少ない単一機械サイクルで実質的に同時に製造される、［１］に記載の方法。
［９］ 更に、管路の各層に対して複数の材料流が同時に生じるように、直線状の配列に配置された開口を有するインクジェット印刷ヘッドから材料を流す、［１］に記載の方法。
［１０］ 前記管路は、中空ボアの内側に少なくとも一部が配置される、移動可能な流体流阻止部材を更に備える弁であり、前記部材は、硬化後の組立てが必要でないように、管路の形成と実質的に同時に形成される、［１］に記載の方法。
［１１］ 更に、同じ機械サイクルで、壁部を規定する材料に隣接させて、第２及びそれ以上の可撓性材料の層を堆積することにより、壁部と一体に、中空ボア内にシールを形成する、［１］に記載の方法。
［１２］ 流体移送用中空管路を製造する方法であって、
（ａ）機械の少なくとも第１開口から第１材料を放出し、
（ｂ）少なくとも第２機械開口から少なくとも第２及び他の材料を放出し、
（ｃ）貫通ボアを含む中空管路の完全なボディを積み上げるため、機械の支持面上の所要場所に材料を堆積し、
前記中空管路は、第１材料から形成される第１部分と、第２材料から形成される第２部分とを有し、これらの部分は、堆積するステップで単一部材として共に一体的に取付けられる、方法。
［１３］ 前記中空管路は、液体移送チューブ−コネクタであり、更に、雌型端部と、この雌型端部よりも断面寸法の小さな反対側雄型端部をと形成するため、少なくとも１の堆積された材料を使用する、［１２］に記載の方法。
［１４］ 同じ機械サイクルで、チューブコネクタと実施的に同時に可撓性カップリング及び剛性インサートを形成するため、少なくとも１の堆積された材料を使用し、少なくともカップリングの一部と少なくともインサートの一部とが、雌型端部の内側に形成され、前記インサートは中空で、前記インサートは、中空管路が硬化された後、カップリング及び雌型端部から除去可能である、［１３］に記載の方法。
［１５］ 前記中空管路の各層の材料が同時に流れるように、直線状に配列された多数の開口を有するインクジェット印刷ヘッドから材料を流す、［１２］に記載の方法。
［１６］ 前記支持面の上側に位置するヘッドから材料を流し、ヘッドと支持面との少なくとも一方は、機械の同じ製造サイクルで多数の同じ中空管路を部材と部材との間の公差に差をなくして形成するため、コンピュータの指令にしたがって、自動的に他方に対して移動する、［１２］に記載の方法。
［１７］ 前記材料は、三次元印刷可能なポリマーである、［１２］に記載の方法。
［１８］ 少なくとも１０の中空管路が、９０分よりも短い間に、機械内で実質的に同時に製造される、［１２］に記載の方法。
［１９］ 前記中空管路は、貫通ボアの内側に少なくとも一部が配置される、移動可能な流体流阻止部材を備える弁であり、この部材は、硬化後の組立てが必要ないように、中空管路の形成と実質的に同時に形成される、［１２］に記載の方法。
［２０］ 更に、同じ機械サイクル内で、第２及び他の可撓性材料を、前記ボディを形成する材料に隣接して堆積することにより、前記ボディと一体に貫通ボア内にシールを形成する、［１２］に記載の方法。
［２１］ 前記中空管路は、堆積ステップが行われる間、ガスで実質的に囲まれる、［１２］に記載の方法。
［２２］ 前記第１部分は、前記第２部分よりもより可撓性である、［１２］に記載の方法。
［２３］ 三次元印刷機械を使用する方法であって、
（ａ）前記機械のインクジェット印刷ヘッドから材料を放出し、
（ｂ）長くかつ中空のボディを形成する材料を配置することにより、流体移送管路を積み上げ、
（ｃ）前記管路が積み上げられるときに、流体移送管路をライトで硬化する、
方法。
［２４］ 前記流体移送管路は、液体移送チューブ−コネクタであり、更に、雌型端部とこの雌型端部よりも小さな断面寸法の雄型端部とを形成する材料を用いる、［２３］に記載の方法。
［２５］ 更に、同じ機械サイクルで、前記コネクタと実質的に同時に可撓性カップリング及び剛性インサートを形成する材料を使用し、前記カップリングの少なくとも一部と前記インサートの少なくとも一部とが雌型端部の内側に形成され、前記インサートは中空であり、前記インサートは硬化後前記カップリング及び雌型端部から除去可能である、［２４］に記載の方法。
［２６］ 更に、層の基礎材料により、層の上に流体移送管路を積み上げ、前記機械は更に、前記材料が積み上げられる支持面を備え、前記ヘッドと支持面との少なくとも一方は、移動パスで各層を形成するために他方に対して移動する、［２３］に記載の方法。
［２７］ 前記材料は、三次元印刷可能なポリマーである、［２３］に記載の方法。
［２８］ 前記材料は、スプールでヘッドに供給されるポリマーの糸である、［２３］に記載の方法。
［２９］ 更に、流体移送管路の各層に対し、多数の材料流が同時に発生するように、直線状アレイに配置された開口を介して、インクジェット印刷ヘッドから材料を流す、［２３］に記載の方法。
［３０］ 前記流体移送管路は、前記中空ボディ内に少なくとも一部が配置される、移動可能な流体流阻止部材を備える弁であり、前記部材は、硬化後組立てを必要としないように、流体移送管路の形成と実質的に同時に形成される、［２３］に記載の方法。
［３１］ 更に、同じ機械サイクルで、前記ボディを規定する材料に隣接して第２及び他の可撓性材料を堆積することにより、管路と一体に中空ボディの内側にシールを形成する、［２３］に記載の方法。
［３２］ それを通して流体を移送するのに適した機能的クイックコネクタを形成する方法であって、
（ａ）前記クイックコネクタの拡大した雌型端部部分を形成するために、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、
（ｂ）前記クイックコネクタの雄型端部部分を形成するために、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、
（ｃ）前記端部間に、内側ボアに少なくとも１の屈曲部を有する中間部を形成するために、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、
（ｄ）前記部分の少なくとも１つに一体的に取付けられるシールを形成するため、異なる三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用する、方法。
［３３］ 更に、前記クイックコネクタの少なくとも１の部分内に、少なくとも部分的に可撓性カップリングを形成するため、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用する、［３２］に記載の方法。
［３４］ 前記クイックコネクタの形成中に、前記クイックコネクタの雌型部分内に雄型インサートを形成するため、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、前記雄型インサートは貫通ボアを有し、前記クイックコネクタ及び雄型インサートが硬化された後、雌型部分から除去可能である、［３２］に記載の方法。
［３５］ 更に、前記クイックコネクタに、鋭角でかつダイロックされた角部を形成する、［３２］に記載の方法。
［３６］ 更に、チューブを前記クイックコネクタの端部分に連結し、前記クイックコネクタを通して少なくとも５バールの加圧流体を流し、前記クイックコネクタは、前記チューブに対して少なくとも２００ポンドの引抜力に耐え、故障を生じない、［３３］に記載の方法。
［３７］ 更に、支持面の上側に位置するヘッドからポリマーを流し、前記ヘッド及び支持面の少なくとも一方は、同じ製造サイクルで倍数のクイックコネクタを形成するために、コンピュータの指示にしたがって、自動的に他方に対して移動する、［３２］に記載の方法。
［３８］ 更に、ポリマーが部分を形成するために積み上げられるときに、ライトでポリマーを硬化する、［３２］に記載の方法。
［３９］ 更に、９０分以内の機械サイクルで、少なくとも１０のクイックコネクタを製造する、［３２］に記載の方法。
［４０］ 層の基礎材料により、層の上に、静止の機械支持面のトップ上でクイックコネクタを積み上げる、［３２］に記載の方法。
［４１］ 前記クイックコネクタは、前記ステップの実行中にガスで実質的に囲まれる、［３２］に記載の方法。
［４２］ 機能性流体弁を作成する方法であって、
（ａ）開口端部分間に弁のボディ部分を形成するため、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、これらの部分を通してボアが延び、更に、
（ｂ）前記ボディ部分の内側に少なくとも一部が配置される流体流阻止部材を形成するため、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、この部材は、ボディ部分の隣接部分の形成と実質的に同時に形成され、更に、
（ｃ）製造後、少なくとも１の弁作動状態に前記ボアを開閉するために自由に移動可能であるように、その製造中に前記部分に対して前記部材を形成する、
方法。
［４３］ 前記弁は、一方向流量制限弁である、［４２］に記載の方法。
［４４］ 更に、前記部分が完全に形成される前に、ボディ内に前記部材を形成する、［４２］に記載の方法。
［４５］ 更に、弁から前記部材が除去されるのを防止するため、前記部分の外側開口のいずれよりも前記部材を大きく形成する、［４２］に記載の方法。
［４６］ 前記部材は、丸いボールを含み、前記端部部分は、それぞれ可撓性チューブをその上に受入れるのに適した截頭円錐状外面形状を備える、［４２］に記載の方法。
［４７］ 流体を移送するのに適した管路であって、
少なくとも１の三次元印刷可能材料を含む、管路の第１端部部分と、
少なくとも１の三次元印刷可能材料を含む、管路の第２端部部分と、
少なくとも１の三次元印刷可能材料を含み、前記端部部分間に配置される、管路の中間部分と、
少なくとも１の三次元印刷可能材料を含み、前記部分の少なくとも１に一体の単一部材として取付けられる、可撓性シールと、を備え、
前記部分は、貫通して延びるボアを含む、
管路。
［４８］ 前記部分は、剛性のクイックコネクタの一部である、［４７］に記載の管路。
［４９］ 更に、前記部分の少なくとも１に取付けられる可撓性カップリングを備え、このカップリングは、一方の端部部分に接続される雄型インサートを取外し可能に保持する、［４８］に記載の管路。
［５０］ 前記シールは、前記部分の少なくとも１の内側の溝内に少なくとも部分的に配置される、［４７］に記載の管路。
［５１］ 少なくとも１の材料はポリマーである、［４７］に記載の管路。
［５２］ 前記シールの材料は、前記部分の材料とは異なる、［４７］に記載の管路。
［５３］ 前記中間部分とそのボアとは、ダイロック状態を形成する少なくとも１の屈曲部を有する、［４７］に記載の管路。
［５４］ 前記第１端部部分は、雄型端部である第２端部部分よりも大きな外形寸法を有する雌型端部であり、更に、前記雌型端部内に取付けられる第１の中空雄型インサートと、前記雄型端部の回りに取付けられる第２の中空チューブとを備える、［４７］に記載の管路。
［５５］ 前記材料は、ライトで硬化可能である、［４７］に記載の管路。
［５６］ 少なくとも５バールの加圧流体が前記管路を介して流れ、この管路は、前記端部分の１つに連結されたチューブから、故障を生じさせることなく、少なくとも２００ポンドの引抜力に耐える、［４７］に記載の管路。
［５７］ 中空管路であって、
（ａ）支持面上に材料の層を堆積し、
（ｂ）前記管路が完全に形成されるまで、先の層のそれぞれの上に次の材料の層を堆積し、
（ｃ）内部をボアが延びるボディを備え、このボディ上に種々の厚さを形成する堆積により管路を形成し、
（ｄ）前記管路の少なくとも大部分を、前記堆積及び形成ステップの際にガスで囲み、
（ｅ）積み重ねられるときに、ライトで前記管路を硬化する、
ことからなる工程により製造される、管路。
［５８］ 前記管路は、液体移送、スナップ嵌めクイックコネクタであり、前記工程は、更に、雌型端部と、この雌型端部よりも断面寸法が小さい反対側雄型端部とを形成するため、堆積された層の使用を含む、［５７］に記載の管路。
［５９］ 前記工程は、更に、同じ機械サイクルで、可撓性カップリングとインサートとをコネクタと実質的に同時に形成するために、堆積された層の使用を含み、前記カップリングの少なくとも一部、及び前記インサートの少なくとも一部は、雌型端部の内側に形成され、このインサートは中空で、このインサートは、硬化後、前記カップリング及び雌型端部から除去可能である、［５８］に記載の管路。
［６０］ 更に、多数の材料流が、管路の各層で同時に生じるように、直線状のアレイに配置された開口を有するインクジェット印刷ヘッドを備える、［５７］に記載の管路。
［６１］ 前記管路は、前記ボアの内側に少なくとも部分的に配置される移動可能な流体流阻止部材を備える弁であり、前記部材は、管路の形成と実質的に同時に形成される、［５７］に記載の管路。
［６２］ 更に、同じ機械サイクルで、第２及び他の可撓性材料を、ボディを規定する材料に隣接させて堆積することにより、前記部材と一体のボア内のシールを備える、［５７］に記載の管路。
［６３］ 更に、可撓性で、スナップ嵌め取付けを提供するために、前記部分の少なくとも１内に取り付けられる、外部から取外し可能なリテーナを備える、［５７］に記載の管路。
［６４］ 前記材料は、ライトで硬化可能なポリマーである、［５７］に記載の管路。
［６５］ 更に、前記管路の雄型端部よりも大きな外形寸法を有する、管路の雌型端部と、雌型端部内に取外し可能に取付けられる中空雄型インサートと、雄型端部の回りに取付けられる中空チューブとを備える、［５７］に記載の管路。
［６６］ 更に、管路を通して少なくとも５バール加圧流体が流れ、前記管路は、故障することなく、この管路の端部に連結されたチューブからの少なくとも２００ポンドの引張力に耐える、［５７］に記載の管路。

ここに種々の実施形態を開示してきたが、他の変形例も採用可能なことは明らかである。例えば、米国特許出願第１３／０２３，７３５号に記載されているような、予め組立てられ、又は、別個に印刷された、コネクタの端部における雄型及び雌型ねじ付取付具、及び、シールのためのテーパ付導入部（lead-in）も、ここに開示された三次元印刷の階層化（layering）及び積み上げ（building up）工程により、同時に形成することができる。更に、本コネクタの種々の利点が実現されないとしても、コネクタ内のボアの実際の流通路は、種々の長さ、屈曲部、及び、形状を有することが可能なことも考えられる。更に、コネクタ弁の可動ボールは、弁を通る流体流路を自由に開閉可能な、少なくとも一部が弁の外壁の内側に製造される他の可動部材で置き換えることができる。更に、コネクタは、いくつかの利点が得られない可能性があるが、Ｔ、Ｙ又は他の形状を有することも可能である。更に、予め組立てられた状態に製造することが有益ではあるが、本願の利点の多くを達成することができないとしても、部材を別個に製造し、組立てることも可能である。加えて、全体的に密閉された中空の空隙をコネクタの厚肉化された壁部の内側に形成及び製造し、材料コスト及び重量を軽減することも可能である。それでも、このような変更、変形又は変化は、本発明の精神及び範囲から逸脱するものではない。

Claims (13)

1. 流体移送用管路を形成する方法であって、
   （ａ）支持面上に三次元印刷可能なポリマー材料の層を堆積し、
   （ｂ）管路が完全に形成されるまで、それぞれの前の層の上に次の材料の層を堆積し、
   （ｃ）前記材料で形成した外壁の内側に延び、前記管路の雌型端部と雄型端部との間に少なくとも１の屈曲部を有する中空ボアを備える管路を、堆積ステップの一部として形成し、
   （ｄ）少なくとも管路の大部分を、堆積及び形成ステップ中にガスで囲み、
   （ｅ）前記材料の層が一体的に結合されるように、管路を硬化し、
   （ｆ）支持面から完成した管路を除去する、
   ことを備える方法。
2. 前記管路は、液体を移送するチューブコネクタであり、更に、雌型端部、及び、この雌型端部よりも小さな断面寸法の反対側雄型端部を形成するため、堆積された層を使用することを備える請求項１に記載の方法。
3. 更に、同じ機械サイクルで、可撓性カップリング及び剛性インサートをチューブコネクタと実質的に同時に形成するため、堆積された層を使用し、前記カップリングの少なくとも一部及び前記インサートの少なくとも一部は、雌型端部の内側に形成され、前記インサートは中空で、前記インサートは、硬化後に、前記カップリング及び雌型端部から除去可能である、請求項２に記載の方法。
4. 前記材料は、三次元印刷可能なポリマーである、請求項１に記載の方法。
5. それを通して流体を移送するのに適した機能的クイックコネクタを形成する方法であって、
   （ａ）前記クイックコネクタの拡大した雌型端部部分を形成するために、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、
   （ｂ）前記クイックコネクタの雄型端部部分を形成するために、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、
   （ｃ）
   （ｉ）前記端部間に、内側ボアに少なくとも１の直角または鋭角の屈曲部を有する中間部を形成するために、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用すること、又は、
   （ｉｉ）前記部分の少なくとも１つに一体的にシールを形成するため、異なる三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用することの少なくとも一方を行う、方法。
6. 更に、前記クイックコネクタの少なくとも１の部分内に、少なくとも部分的に可撓性カップリングを形成するため、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用する、請求項５に記載の方法。
7. 前記クイックコネクタの形成中に、前記クイックコネクタの雌型部分内に雄型インサートを形成するため、少なくとも１の三次元印刷可能ポリマーを放出する少なくとも１のインクジェットプリンタ開口を使用し、前記雄型インサートは貫通ボアを有し、前記クイックコネクタ及び雄型インサートが硬化された後、雌型部分から除去可能である、請求項５に記載の方法。
8. 更に、チューブを前記クイックコネクタの端部分に連結し、前記クイックコネクタを通して少なくとも５バールの加圧流体を流し、前記クイックコネクタは、前記チューブに対して少なくとも２００ポンドの引抜力に耐え、故障を生じない、請求項６に記載の方法。
9. 更に、支持面の上側に位置するヘッドからポリマーを流し、前記ヘッド及び支持面の少なくとも一方は、同じ製造サイクルで倍数のクイックコネクタを形成するために、コンピュータの指示にしたがって、自動的に他方に対して移動する、請求項５に記載の方法。
10. 更に、ポリマーが部分を形成するために積み上げられるときに、ライトでポリマーを硬化する、請求項５に記載の方法。
11. 更に、９０分以内の機械サイクルで、少なくとも１０のクイックコネクタを製造する、請求項５に記載の方法。
12. 層の基礎材料により、層の上に、静止の機械支持面のトップ上でクイックコネクタを積み上げる、請求項５に記載の方法。
13. 前記クイックコネクタは、前記ステップの実行中にガスで実質的に囲まれる、請求項５に記載の方法。

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