JP7487028B2 - 多孔質構造体、及び、多孔質構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、近年、3Dプリンタによってクッション性のある多孔質構造体を容易に製造することが可能な、多孔質構造体が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
可撓性のある樹脂又はゴムから構成された多孔質構造体であって、
前記多孔質構造体は、その全体にわたって、骨格部を備えており、
前記骨格部は、
複数の骨部と、
それぞれ前記複数の骨部の端部どうしを結合する、複数の結合部と、
から構成されており、
前記骨格部は、それぞれ複数の前記骨部と複数の前記結合部とから環状に構成された、複数の環状部を有しており、
各前記環状部は、それぞれ、その内周側縁部によって、仮想面を区画しており、
少なくとも1つの前記仮想面は、膜で覆われており、
少なくとも1つの前記膜には、少なくとも1つの貫通孔又はスリットが設けられている。
本発明の多孔質構造体によれば、多孔質構造体の動的特性の調整の自由度を向上できる。
前記骨格部は、セル孔を内部に区画するセル区画部を複数有しており、
各前記セル区画部は、それぞれ、複数の前記環状部を有しており、
前記セル区画部を構成する前記複数の環状部は、それぞれの内周側縁部によって区画する前記仮想面どうしが交差しないように互いに連結されており、
各前記仮想面は、それぞれ略平坦であり、
各前記セル孔は、それぞれ、前記複数の環状部と、前記複数の環状部がそれぞれ区画する複数の前記仮想面とによって、区画されていると、好適である。
これにより、多孔質構造体のクッション性を向上できる。
前記セル区画部を構成する前記複数の環状部は、1つ又は複数の小環状部と、1つ又は複数の大環状部と、を含んでおり、
各前記小環状部は、それぞれ、その内周側縁部によって、略平坦な小仮想面を区画しており、
各前記大環状部は、それぞれ、その内周側縁部によって、略平坦かつ前記小仮想面よりも面積の大きな大仮想面を区画していると、好適である。
これにより、多孔質構造体のクッション性を向上できる。
少なくとも1つの前記小仮想面が、前記膜で覆われており、
前記小仮想面を覆う前記膜には、少なくとも1つの前記貫通孔又は前記スリットが設けられていてもよい。
これにより、多孔質構造体の動的特性の調整の自由度を向上できる。
少なくとも1つの前記大仮想面が、前記膜で覆われており、
前記大仮想面を覆う前記膜には、少なくとも1つの前記貫通孔又は前記スリットが設けられていてもよい。
これにより、多孔質構造体の動的特性の調整の自由度を向上できる。
前記小仮想面と前記大仮想面とは、互いに形状が異なると、好適である。
これにより、多孔質構造体のクッション性を向上できる。
各前記セル孔は、それぞれ、略ケルビン14面体の形状をなしていると、好適である。
これにより、多孔質構造体のクッション性を向上できる。
前記多孔質構造体は、クッション材に用いられると、好適である。
前記多孔質構造体は、3Dプリンタによって造形されたものであると、好適である。
3Dプリンタを用いて、上記の多孔質構造体を製造する。
本発明の多孔質構造体の製造方法によれば、多孔質構造体の動的特性の調整の自由度を向上できる。
各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。
まず、図1~図4を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る多孔質構造体1について、説明する。
なお、図1~図4では、多孔質構造体1の向きを理解しやすくするために、多孔質構造体1に固定されたXYZ直交座標系の向きを表示している。
ここで、「可撓性のある樹脂」とは、外力が加わると変形することができる樹脂を指しており、例えば、エラストマー系の樹脂が好適であり、ポリウレタンがより好適である。ゴムとしては、天然ゴム又は合成ゴムが挙げられる。多孔質構造体1は、可撓性のある樹脂又はゴムから構成されているので、ユーザからの外力の付加・解除に応じて、圧縮・復元変形が可能であるので、クッション性を有することができる。
なお、3Dプリンタによる製造のし易さの観点からは、多孔質構造体1は、可撓性のある樹脂から構成されている場合のほうが、ゴムから構成されている場合よりも、好適である。
また、3Dプリンタによる製造のし易さの観点からは、多孔質構造体1は、その全体が、同じ組成の材料から構成されていると、好適である。ただし、多孔質構造体1は、部位によって異なる組成の材料から構成されてもよい。
なお、多孔質構造体1を3Dプリンタを用いて製造する場合は、多孔質構造体1を構成する材料として、光硬化性ポリウレタン(特に紫外線硬化性ポリウレタン)を原料とする樹脂を使用することができる。光硬化性ポリウレタン(特に紫外線硬化性ポリウレタン)としては、ウレタンアクリレートもしくはウレタンメタクリレートを原料とする樹脂を使用することができる。このような樹脂としては、例えばUS4337130に記載されたものが挙げられる。
多孔質構造体1は、可撓性のある樹脂又はゴムから構成されている。より具体的に、多孔質構造体1は、多孔質構造体1の骨格をなす骨格部2を備えている。骨格部2は、多数のセル孔Cを区画している。骨格部2は、多孔質構造体1のほぼ全体にわたって存在しており、可撓性のある樹脂又はゴムから構成されている。後述するように、本実施形態において、多孔質構造体1は、骨格部2に加え、1つ又は複数の膜3を備えている。本実施形態において、多孔質構造体1のうち、骨格部2及び膜3以外の部分は、空隙であり、言い換えれば、多孔質構造体1は、骨格部2及び膜3のみからなる。
図1~図3には、多孔質構造体1の一部分に、骨格部2の骨格線Oを1点鎖線により示している。骨格部2の骨格線Oは、各骨部2Bの骨格線Oと、各結合部2Jの骨格線Oと、からなる。骨部2Bの骨格線Oは、骨部2Bの中心軸線である。結合部2Jの骨格線Oは、当該結合部2Jに結合された各骨部2Bの中心軸線をそれぞれ当該結合部2J内へ滑らかに延長させて互いに連結させてなる、延長線部分である。骨部2Bの中心軸線は、骨部2Bの延在方向の各点における、骨部2Bの延在方向に垂直な断面において骨部2Bのなす形状の重心点どうしを、結んでなる線である。
骨部2Bの延在方向は、骨部2Bの骨格線O(骨格線Oのうち、骨部2Bに対応する部分。以下同じ。)の延在方向である。
多孔質構造体1は、そのほぼ全体にわたって骨格部2を備えているので、通気性を確保しつつ、外力の付加・解除に応じた圧縮・復元変形が可能であるので、クッション材としての特性が良好になる。また、多孔質構造体1の構造がシンプルになり、3Dプリンタによる造形がしやすくなる。
なお、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち、一部又は全部の骨部2Bが、湾曲しながら延在してもよい。この場合、一部又は全部の骨部2Bが湾曲していることで、荷重の入力時において、骨部2Bひいては多孔質構造体1の急激な形状変化を防ぎ、局所的な座屈を抑制することができる。
ここで、骨部2Bの断面積は、骨部2Bの骨格線Oに垂直な断面の断面積を指す。また、骨部2Bの幅W0(図1)は、骨部2Bの骨格線Oに垂直な断面に沿って測ったときの、当該断面における最大幅を指す。
ただし、本明細書で説明する各例において、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部又は全部の骨部2Bは、それぞれ、骨部2Bの幅W0及び/又は断面積が、骨部2Bの延在方向に沿って不均一でもよい。例えば、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部又は全部の骨部2Bは、それぞれ、骨部2Bの延在方向の両側の端部2Beを含む部分において、骨部2Bの幅W0が、骨部2Bの延在方向の両端に向かうにつれて徐々に増大又は減少していてもよい。また、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部又は全部の骨部2Bは、それぞれ、骨部2Bの延在方向の両側の端部2Beを含む部分において、骨部2Bの断面積が、骨部2Bの延在方向の両端に向かうにつれて徐々に増大又は減少していてもよい。また、本明細書において、「徐々に変化(増大又は減少)」とは、途中で一定となることなく常に滑らかに変化(増大又は減少)することを指す。
一方、骨格部2の外縁(外輪郭)形状の精度を向上させる観点や、セル孔C間の隙間(間隔)を小さくする観点や、クッション材としての特性を良好にする観点からは、骨部2Bの幅W0は、2.0mm以下であると好適である。
なお、骨格部2を構成する各骨部2Bがこの構成を満たしていると好適であるが、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
これにより、骨格部2の構造がシンプルになり、3Dプリンタによる造形がしやすくなる。また、化学反応によって発泡させる工程を経て製造された一般的なポリウレタンフォームでの機械特性を再現しやすい。よって、多孔質構造体1のクッション材としての特性を向上できる。また、このように骨部2Bを柱状に構成することにより、仮に骨部2Bを薄い膜状の部分に置き換えた場合に比べて、骨格部2の耐久性を向上できる。
なお、各骨部2Bの断面形状は、それぞれ、骨部2Bの中心軸線(骨格線O)に垂直な断面における形状である。
なお、本例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
例えば、本明細書で説明する各例において、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち全部又は一部の骨部2Bは、それぞれの断面形状が、多角形(正三角形、正三角形以外の三角形、四角形等)でもよいし、あるいは、真円形以外の円形(楕円形等)でもよく、その場合でも、本例と同様の効果が得られる。また、各骨部2Bは、それぞれの断面形状が、その延在方向に沿って均一でもよいし、あるいは、その延在方向に沿って非均一でもよい。また、各骨部2Bどうしで、断面形状が互いに異なっていてもよい。
ここで、「骨格部2の見かけの体積VS」とは、骨格部2の外縁(外輪郭)によって囲まれた内部空間の全体(骨格部2の占める体積と、後述の膜3(図4)の占める体積と、空隙の占める体積との合計)の体積を指している。
骨格部2を構成する材料を同じとして考えたとき、骨格部2の見かけの体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合が高いほど、骨格部2(ひいては多孔質構造体1)は硬くなる。また、骨格部2の見かけの体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合が低いほど、骨格部2(ひいては多孔質構造体1)は柔らかくなる。
骨格部2に外力が付加されたときに骨格部2に生じる反力、ひいては、骨格部2(ひいては多孔質構造体1)の硬さを、クッション材として、例えばシートパッド(特には車両用のシートパッド)として、良好なものにする観点からは、骨格部2の見かけの体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合が、4~8%であると、より好適である。
なお、骨格部2の見かけの体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合を調整する方法としては、任意の方法を用いてよいが、例えば、骨格部2を構成する一部又は全部の骨部2Bの太さ(断面積)、及び/又は、骨格部2を構成する一部又は全部の結合部Jの大きさ(断面積)を、調整する方法が挙げられる。
図3及び図4は、1つのセル区画部21を単独で示している。図3では、便宜のため、膜3の図示を省略しており、図4では、膜3を図示している。本例の骨格部2は、多数のセル区画部21がX、Y、Zの各方向に連なった構造を有している。
図1~図4に示すように、各セル区画部21は、それぞれ、複数(本例では、14つ)の環状部211を有している。各環状部211は、それぞれ、環状に構成されており、それぞれの環状の内周側縁部2111によって、略平坦な仮想面V1を区画している。仮想面V1は、環状部211の内周側縁部2111によって区画された、仮想平面(すなわち、仮想閉平面)である。セル区画部21を構成する複数の環状部211は、それぞれの内周側縁部2111によって区画する仮想面V1どうしが交差しないように互いに連結されている。なお、仮想面V1に関し、「略平坦」とは、厳密に平坦な場合に限らず、実質的に平坦であれば足りるものであり、例えば曲面状の場合も含む。
セル孔Cは、セル区画部21を構成する複数の環状部211と、これら複数の環状部211がそれぞれ区画する複数の仮想面V1とによって、区画されている。概略的に言えば、環状部211は、セル孔Cのなす立体形状の辺を区画する部分であり、仮想面V1は、セル孔Cのなす立体形状の構成面を区画する部分である。
各環状部211は、それぞれ、複数の骨部2Bと、これらの複数の骨部2Bの端部2Beどうしを結合する複数の結合部2Jと、から構成されている。
互いに連結された一対の環状部211どうしの連結部分は、これら一対の環状部211に共有される、1つの骨部2Bと、その両側の一対の結合部2Jと、から構成されている。すなわち、各骨部2B及び各結合部2Jは、それぞれに隣接する複数の環状部211によって共有されている。
各仮想面V1は、それぞれ、仮想面V1の一方側の面(仮想面V1の表面)によって、ある1つのセル孔Cの一部を区画しているとともに、当該仮想面V1の他方側の面(仮想面V1の裏面)によって、別のセル孔Cの一部を区画している。言い換えれば、各仮想面V1は、それぞれ、その表裏両側の面によって別々のセル孔Cの一部を区画している。さらに言い換えれば、各仮想面V1は、当該仮想面V1に隣接する一対のセル孔C(すなわち、当該仮想面V1を間に挟んだ一対のセル孔C)によって共有されている。
また、各環状部211は、それぞれ、当該環状部211に隣接する一対のセル区画部21(すなわち、当該環状部211を間に挟んだ一対のセル区画部21)によって共有されている。言い換えれば、各環状部211は、それぞれ、互いに隣接する一対のセル区画部21のそれぞれの一部を構成している。
図1~図2の例において、多孔質構造体1における一部の仮想面V1は、膜3(図4)によって覆われておらず、開放されており、すなわち、開口を構成している。このため、当該仮想面V1を通じて、セル孔Cどうしが連通され、セル孔C間の通気が、可能にされている。これにより、骨格部2の通気性を向上できるとともに、外力の付加・解除に応じた骨格部2の圧縮・復元変形がし易くなる。
本例のように、骨格部2の一部または全部(本例では、全部)のセル区画部21の骨格線Oの形状(ひいては、骨格部2の一部または全部(本例では、全部)のセル孔Cの形状)を多面体とすることにより、骨格部2を構成するセル孔C間の隙間(間隔)をより小さくすることが可能になり、より多くのセル孔Cを骨格部2の内部に形成することができる。また、これにより、外力の付加・解除に応じた骨格部2(ひいては、多孔質構造体1)の圧縮・復元変形の挙動が、クッション材として、例えばシートパッド(特には車両用のシートパッド)として、より良好になる。
セル区画部21の骨格線Oのなす多面体形状(ひいては、セル孔Cのなす多面体形状)としては、本例に限らず、任意のものが可能である。例えば、セル区画部21の骨格線Oの形状(ひいては、セル孔Cのなす形状)を略4面体、略8面体又は略12面体とした場合も、セル孔C間の隙間(間隔)を小さくする観点から好適である。また、骨格部2の一部または全部のセル区画部21の骨格線Oの形状(ひいては、骨格部2の一部または全部のセル孔Cのなす形状)は、略多面体以外の立体形状(例えば、球、楕円体、円柱等)でもよい。また、骨格部2は、セル区画部21として、骨格線Oの形状が同じである1種類のセル区画部21のみを有していてもよいし、あるいは、骨格線Oの形状が異なる複数種類のセル区画部21を有していてもよい。同様に、骨格部2は、セル孔Cとして、同じ形状からなる1種類のセル孔Cのみを有していてもよいし、あるいは、形状の異なる複数種類のセル孔Cを有していてもよい。なお、本例のように、セル区画部21の骨格線Oの形状(ひいては、セル孔Cの形状)を略ケルビン14面体(切頂8面体)とした場合は、他の形状に比べて、化学反応によって発泡させる工程を経て製造された一般的なポリウレタンフォームと同等のクッション材の特性を、最も再現し易い。
図3から判るように、本例において、大環状部211Lは、その骨格線Oが正6角形をなしており、それに伴い、大仮想面V1Lも、略正6角形をなしている。また、本例において、小環状部211Sは、その骨格線Oが正4角形をなしており、それに伴い、小仮想面V1Sも、略正4角形をなしている。このように、本例において、小仮想面V1Sと大仮想面V1Lとは、面積だけでなく、形状も異なる。
各大環状部211Lは、それぞれ、複数(本例では、6つ)の骨部2Bと、これらの複数の骨部2Bの端部2Beどうしを結合する複数(本例では、6つ)の結合部2Jと、から構成されている。各小環状部211Sは、それぞれ、複数(本例では、4つ)の骨部2Bと、これらの複数の骨部2Bの端部2Beどうしを結合する複数(本例では、4つ)の結合部2Jと、から構成されている。
そして、図1~図4の例において、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oは、それぞれ、ケルビン14面体(切頂8面体)をなしている。上述のように、ケルビン14面体(切頂8面体)は、6つの正4角形の構成面と8つの正6角形の構成面とから構成される、多面体である。これに伴い、各セル区画部21によって区画されるセル孔Cも、略ケルビン14面体をなしている。骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oは、空間充填するように互いに連なっている。すなわち、複数のセル区画部21の骨格線Oどうしの間には、隙間がない。
また、本例において、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oは、空間充填するように互いに連なっているので、多孔質構造体1を構成するセル孔C間の隙間(間隔)をより小さくすることが可能になる。よって、多孔質構造体のクッション材としての特性を向上できる。
例えば、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oのなす多面体(ひいては、セル孔Cのなす略多面体)は、空間充填できる(隙間無く配置できる)ようなものであると好適である。これにより、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oを、空間充填するように互いに連ならせることができるので、多孔質構造体のクッション材としての特性を向上できる。この場合、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oがなす多面体(ひいては、セル孔Cのなす略多面体)は、本例のように1種類の多面体のみを含んでいてもよいし、あるいは、複数種類の多面体を含んでいてもよい。ここで、多面体に関し、「種類」とは、形状(構成面の数や形状)を指しており、具体的には、形状(構成面の数や形状)が異なる2つの多面体については2種類の多面体として扱うが、形状は同じであり寸法のみが異なる2つの多面体については同じ種類の多面体として扱うことを意味する。骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oのなす多面体が、空間充填できるとともに1種類の多面体のみを含む場合の当該多面体の例としては、ケルビン14面体の他に、正3角柱、正6角柱、立方体、直方体、菱形12面体等が挙げられる。なお、各図の例のように、セル区画部21の骨格線Oの形状をケルビン14面体(切頂8面体)とした場合は、他の形状に比べて、化学反応によって発泡させる工程を経て製造された一般的なポリウレタンフォームと同等のクッション材の特性を、最も再現し易い。また、セル区画部21の骨格線Oの形状をケルビン14面体(切頂8面体)とした場合は、X-Y-Zそれぞれの方向に等しい機械特性を得ることができる。骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oのなす多面体が、空間充填できるとともに複数種類の多面体を含む場合の当該多面体の例としては、正4面体と正8面体との組み合わせ、正4面体と切頂4面体との組み合わせ、正8面体と切頂6面体との組み合わせ等が挙げられる。なお、これらは、2種類の多面体の組み合わせの例であるが、3種類以上の多面体の組み合わせも可能である。
また、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oのなす多面体(ひいては、セル孔Cのなす略多面体)は、例えば、任意の正多面体(全ての面が合同な正多角形で、全ての頂点において接する面の数が等しい凸多面体)、半正多面体(全ての面が正多角形で、全ての頂点形状が合同(頂点に集まる正多角形の種類と順序が同じ)な凸多面体のうち、正多面体以外)、角柱、角錐等が可能である。
また、骨格部2を構成する複数のセル区画部21のうちの一部又は全部のセル区画部21の骨格線Oは、多面体以外の立体形状(例えば、球、楕円体、円柱等)をなしていてもよい。ひいては、骨格部2を構成する複数のセル孔Cのうちの一部又は全部のセル孔Cは、略多面体以外の略立体形状(例えば、略球、略楕円体、略円柱等)をなしていてもよい。
ただし、セル区画部21を構成する複数の環状部211は、それぞれ、大きさ及び/又は形状が互いに同じでもよい。セル区画部21を構成する各環状部211の大きさ及び形状が同じである場合、X、Y、Zのそれぞれの方向に等しい機械特性を得ることができる。
なお、骨格部2を構成する各環状部211のうち、少なくとも1つの環状部211の骨格線O(ひいては、骨格部2を構成する各仮想面V1のうち、少なくとも1つの仮想面V1)が、本例のような略正6角形、略正4角形以外の任意の略多角形状、あるいは、略多角形状以外の平面形状(例えば、円(真円、楕円等))をなしてもよい。環状部211の骨格線Oの形状(ひいては仮想面V1の形状)が円(真円、楕円等)である場合は、環状部211の形状(ひいては仮想面V1の形状)がシンプルになるので、製造性や特性の調整のし易さを向上できるとともに、より均質な機械特性が得られる。例えば、環状部211の骨格線Oの形状(ひいては仮想面V1の形状)が、荷重が掛かる方向に対して略垂直な方向に長い楕円(横長の楕円)である場合は、荷重が掛かる方向に略平行な方向に長い楕円(縦長の楕円)である場合に比べて、環状部211が、ひいては、骨格部2(ひいては多孔質構造体1)が、荷重の入力に対して変形し易くなる(柔らかくなる)。
なお、従来のクッション材を構成する多孔質構造体は、化学反応によって発泡させる工程を経て製造されていたため、直径が5mm以上のセル孔Cを形成することは容易でなかった。
また、骨格部2が直径5mm以上のセル孔Cを有することにより、骨格部2の通気性や変形し易さを向上しやすくなる。
このような観点から、骨格部2を構成する全てのセル孔Cの直径が、それぞれ、5mm以上であると、好適である。
セル孔Cの直径が大きくなるほど、3Dプリンタを用いた多孔質構造体1の製造が実現し易くなり、また、通気性や変形し易さを向上しやすくなる。このような観点から、骨格部2は、少なくとも1つ(好適には全部)のセル孔Cの直径が、より好適には8mm以上、さらに好適には10mm以上であるとよい。
一方、骨格部2のセル孔Cが大きすぎると、骨格部2(ひいては多孔質構造体1)の外縁(外輪郭)形状をきれいに(滑らかに)形成するのが難しくなり、クッション材(例えばシートパッド、特には車両用のシートパッド)の形状精度が低下し外観が悪化するおそれがある。また、クッション材(例えばシートパッド、特には車両用のシートパッド)としての特性も、十分に良好でなくなるおそれがある。よって、外観やクッション材(例えばシートパッド、特には車両用のシートパッド)としての特性を向上させる観点から、骨格部2の各セル孔Cの直径は、好適には30mm未満、より好適には25mm以下、さらに好適には20mm以下であるとよい。
なお、多孔質構造体1は、上記の直径の数値範囲を満たすセル孔Cを多く有するほど、上記の各効果が得られやすくなる。この観点からは、多孔質構造体1を構成する各セル孔Cの直径が、上記の少なくともいずれか1つの数値範囲を満たすと、好適である。同様に、多孔質構造体1を構成する各セル孔Cの直径の平均値が、上記の少なくともいずれか1つの数値範囲を満たすと、より好適である。
なお、セル孔Cの直径は、本例のようにセル孔Cが厳密な球形状とは異なる形状をなす場合、セル孔Cの外接球の直径を指す。
膜3は、環状部211の環状の内周側縁部2111によって区画された仮想面V1上を延在しており、それにより、当該環状部211によって区画された仮想面V1を覆っている。図4の例の多孔質構造体1においては、骨格部2を構成する各仮想面V1のうちの少なくとも1つが、膜3で覆われている。膜3は、骨格部2と同じ材料からなり、骨格部2と一体に構成されている。ただし、膜3は、骨格部2とは異なる材料から構成されてもよい。図4の例において、膜3は、略平坦に構成されており、より具体的には、平坦に構成されている。なお、膜3に関し、「略平坦」とは、厳密に平坦な場合に限らず、実質的に平坦であれば足りるものであり、例えば曲面状の場合も含む。膜3が曲面状に構成される場合は、膜3がダイヤフラムのように機能することができる。
膜3は、骨部2Bの幅W0(図1)よりも小さな厚さを有すると、好適である。
膜3によって、仮想面V1を間に挟んだ2つのセル孔Cどうしが、仮想面V1を通じた連通がなくなり、仮想面V1を介した通気ができなくなるため、ひいては、多孔質構造体1の全体としての通気性が低下する。多孔質構造体1を構成する各仮想面V1のうち、膜3で覆われたものの数を調整することにより、多孔質構造体1の全体としての通気性を調整でき、要求に応じて様々な通気性レベルを実現可能である。例えば、多孔質構造体1が車両用シートパッドに利用される場合、多孔質構造体1の通気性を調整することにより、車内のエアコンの効きを高めたり、耐ムレ性を高めたり、乗り心地を高めることができる。
骨格部2を構成する各小仮想面V1Sのうちの少なくとも1つが、膜3で覆われていてもよい。かつ/又は、骨格部2を構成する各大仮想面V1Lのうちの少なくとも1つが、膜3で覆われていてもよい。
図1~図2の例のように、セル区画部21毎に膜3の数や位置が異なっていてもよいし、あるいは、セル区画部21毎に膜3の数や位置が同じでもよい。
骨格部2を構成する各小仮想面V1Sのうちの少なくとも1つが、膜3で覆われている場合、膜3で覆われた当該少なくとも1つの小仮想面V1Sのうち、一部又は全ての小仮想面V1Sを覆う膜には、それぞれ、少なくとも1つの貫通孔3Aが設けられてもよい。かつ/又は、骨格部2を構成する各大仮想面V1Lのうちの少なくとも1つが、膜3で覆われている場合、膜3で覆われた当該少なくとも1つの大仮想面V1Lのうち、一部又は全ての大仮想面V1Lを覆う膜には、それぞれ、少なくとも1つの貫通孔3Aが設けられてもよい。
貫通孔3Aの形状は、図1、図2、図4に示すような円形(真円形、楕円形等)に限られず、多角形(正三角形、正三角形以外の三角形、四角形等)等、任意でよい。
図1~図2の例のように、セル区画部21毎に貫通孔3Aの数、位置、大きさ、形状が異なっていてもよいし、あるいは、セル区画部21毎に貫通孔3Aの数、位置、大きさ、形状が同じでもよい。
なお、本明細書において、「貫通孔3A」は、多孔質構造体1に外力が加わっていない状態において開口している孔を指す。一方、本明細書において、「スリット3B」は、多孔質構造体1に外力が加わっていない状態において閉口している切れ込みを指す。
スリット3Bは、多孔質構造体1に外力が加わっていない状態においては、閉口している(図5(a))が、多孔質構造体1に外力が加わった状態になると、開口することができる(図5(b))。これにより、多孔質構造体1に外力が加わった状態において、スリット3Bを有する膜3が覆う仮想面V1を間に挟んだ2つのセル孔Cどうしの間の通気が、スリット3Bを介して、可能にされる。多孔質構造体1が備える全ての膜3に、スリット3Bが設けられてもよいし、あるいは、多孔質構造体1が備える1つ又は複数の膜3のうち、一部の膜3のみに、スリット3Bが設けられてもよい。多孔質構造体1が備える膜3の数に加えて、膜3に設けられたスリット3Bの数や延在長さを調整することにより、要求に応じて、より様々な動的特性(具体的には振動減衰特性(特には粘性減衰特性))を実現可能である。よって、多孔質構造体1の動的特性の調整の自由度を向上できる。このことは、多孔質構造体1が、使用時に振動が入力される車両用シートパッドに用いられる場合に特に好適である。スリット3Bの数が多くなるほど、また、スリット3Bが長くなるほど、多孔質構造体1の振動減衰特性が減少し、振動入力時においてより跳ねやすくなる。
骨格部2を構成する各小仮想面V1Sのうちの少なくとも1つが、膜3で覆われている場合、膜3で覆われた当該少なくとも1つの小仮想面V1Sのうち、一部又は全ての小仮想面V1Sを覆う膜には、それぞれ、少なくとも1つのスリット3Bが設けられてもよい。かつ/又は、骨格部2を構成する各大仮想面V1Lのうちの少なくとも1つが、膜3で覆われている場合、膜3で覆われた当該少なくとも1つの大仮想面V1Lのうち、一部又は全ての大仮想面V1Lを覆う膜には、それぞれ、少なくとも1つのスリット3Bが設けられてもよい。
スリット3Bの形状は、図5に示すような直線形状に限られず、湾曲線形状、波形状、ギザギザ形状等、任意でよい。
セル区画部21毎にスリット3Bの数、位置、延在長さ、形状が異なっていてもよいし、あるいは、セル区画部21毎にスリット3Bの数、位置、延在長さ、形状が同じでもよい。
多孔質構造体1がクッション材として構成され、かつ、多孔質構造体1が膜3にスリット3Bを有する場合、多孔質構造体1は、スリット3Bの延在方向が多孔質構造体1の所定の荷重入力方向に対して略平行になるように指向されていると、好適である。これにより、多孔質構造体1に対して当該所定の荷重入力方向に荷重が入力された際に、スリット3Bが開口しやすくなる。ここで、多孔質構造体1の「所定の荷重入力方向」とは、多孔質構造体1において、ユーザからの荷重が入力される方向であり、例えば、シートパッド(例えば車両用シートパッド)の場合、厚さ方向(後述の図8の例では厚さ方向TD)である。また、ここで、スリット3Bの「延在方向」とは、スリット3Bが非直線形状(例えば湾曲線形状、波形状、ギザギザ形状等)である場合、スリット3Bの両端どうしを結んだ直線の延在方向を指すものとする。
例えば、多孔質構造体1が備える各セル区画部21のそれぞれにおける少なくとも1つの仮想面V1Lが膜3で覆われており、各セル区画部21のそれぞれにおいて、当該少なくとも1つの仮想面V1Lを覆う膜3のうちの少なくとも1つの膜3に、少なくとも1つの貫通孔3A又はスリット3Bが設けられるようにすることもできる。
第2実施形態においては、多孔質構造体1を構成する多孔質構造体1の骨格部2の骨部2Bの構成のみが、第1実施形態とは異なる。
第2実施形態において、骨格部2の骨格線O等の構成や、膜3の構成は、第1実施形態で述べたとおりでよい。
図6の例においても、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oは、それぞれケルビン14面体をなしており、それに伴い、セル孔Cが略ケルビン14面体をなしている。ただし、第1実施形態で述べたとおり、第2実施形態においても、骨格部2を構成する複数のセル区画部21の骨格線Oは、それぞれ任意の形状をなしてよく、それに伴い、セル孔Cも任意の形状をなしてよい。
図6及び図7(a)に示すように、骨格部2の各骨部2Bは、それぞれ、断面積を一定に保ちつつ延在する、骨一定部2B1と、骨一定部2B1の延在方向の両側において、断面積を徐々に変化させつつ、骨一定部2B1から結合部2Jまで延在する、一対の骨変化部2B2と、から構成されている。本例において、各骨変化部2B2は、断面積を徐々に増大させつつ、骨一定部2B1から結合部2Jまで延在している。なお、本例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていても、同様の効果が得られる。また、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部又は全部の骨部2Bは、それぞれ、骨一定部2B1の一方側の端部のみに骨変化部2B2を有し、骨一定部2B1の他方側の端部が直接結合部2Jに結合されていてもよく、その場合も、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
ここで、骨一定部2B1及び骨変化部2B2の断面積は、それぞれ、骨一定部2B1及び骨変化部2B2の骨格線Oに垂直な断面の断面積を指す。
本例では、多孔質構造体1を構成する各骨部2Bが、骨一定部2B1と骨変化部2B2とからなり、骨変化部2B2が、骨一定部2B1から結合部2Jに向かうにつれて断面積が徐々に増大するので、骨部2Bが、骨一定部2B1と骨変化部2B2との境界の近傍部分で、骨一定部2B1に向かって細くなるようにくびれた形状をなしている。そのため、外力が加わる際に、骨部2Bが、そのくびれた部分や骨一定部2B1の中間部分で座屈変形しやすくなり、ひいては、多孔質構造体1が圧縮変形しやすくなる。これにより、化学反応によって発泡させる工程を経て製造された一般的なポリウレタンフォームと同等の挙動及び特性が得られる。また、これにより、多孔質構造体1の表面のタッチ感がより柔らかくなる。よって、例えば多孔質構造体1がクッション材(例えばシートパッド、特には車両用シートパッド)として構成されている場合、着座する際の、特に着座し始めのタイミングで、着座者に、より柔らかい感触を与えるようになる。このような柔らかい感触は、一般的に、広く好まれるものであり、また、高級車のシートパッドの着座者(例えば運転手付きで後部座席に人を乗せる場合、後部座席に座る着座者)に好まれるものである。
0.15≦A0/A1≦2.0
を満たしていると、好適である。これにより、多孔質構造体1の表面のタッチ感を、シートパッド(特には車両用シートパッド)の特性として、柔らかすぎず、硬すぎず、ほどよい硬さにすることができる。よって、例えば、着座する際の、特に着座し始めのタイミングで、着座者に、ほどよい硬さの感触を与えるようになる。比A0/A1が小さいほど、多孔質構造体1の表面のタッチ感が、より柔らかくなる。比A0/A1が0.15未満である場合は、多孔質構造体1の表面のタッチ感が柔らかくなりすぎて、シートパッド(特には車両用シートパッド)の特性として好ましくなくなるおそれがあり、また、3Dプリンタによる製造がしにくくなるため、製造性の面で好ましくない。比A0/A1が2.0超である場合は、多孔質構造体1の表面のタッチ感が硬くなりすぎて、シートパッド(特には車両用シートパッド)の特性として好ましくなくなるおそれがある。
なお、比A0/A1は、0.5以上であると、より好適である。
より具体的に、図6~図7の例では、骨部2Bが骨一定部2B1とその両側に連続する一対の骨変化部2B2とを有しており、各骨変化部2B2が、それぞれ、断面積を徐々に増大させつつ、骨一定部2B1から結合部2Jまで延在しており、比A0/A1が1.0未満である。これにより、多孔質構造体1の表面のタッチ感を、シートパッド(特には車両用シートパッド)の特性として、比較的柔らかくすることができる。このような柔らかい感触は、一般的に、広く好まれるものであり、また、高級車のシートパッドの着座者(例えば運転手付きで後部座席に人を乗せる場合、後部座席に座る着座者)に好まれるものである。
なお、骨格部2を構成する各骨部2Bがこの構成を満たしていてもよいし、あるいは、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、いずれの場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
そして、骨変化部2B2が、断面積を徐々に減少させつつ、骨一定部2B1から結合部2Jまで延在している場合、比A0/A1は、1.0超となる。
なお、骨格部2を構成する各骨部2Bがこの構成を満たしていてもよいし、あるいは、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、いずれの場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
この場合、比A0/A1は、1.0となる。
なお、骨格部2を構成する各骨部2Bがこの構成を満たしていてもよいし、あるいは、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、いずれの場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
なお、結合部2Jの断面積は、結合部2Jの骨格線Oに垂直な断面の断面積を指す。
なお、本例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
なお、骨一定部2B1、骨変化部2B2、結合部2Jの幅は、それぞれ、骨一定部2B1、骨変化部2B2、結合部2Jの骨格線Oに垂直な断面に沿って測ったときの、当該断面における最大幅を指す。結合部2Jの骨格線Oは、骨格線Oのうち、結合部2Jに対応する部分である。図7(a)には、参考のため、骨一定部2B1の幅W0と、骨変化部2B2の幅W1とを、示している。
なお、本例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
一方、多孔質構造体1の外縁(外輪郭)形状の精度を向上させる観点や、セル孔C間の隙間(間隔)を小さくする観点や、クッション材としての特性を良好にする観点からは、骨一定部2B1の幅W0(図7)は、0.05mm以上2.0mm以下であると好適である。
なお、骨格部2を構成する各骨部2Bがこの構成を満たしていると好適であるが、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
これによっても、外力が加わる際に、骨部2Bが、骨一定部2B1と骨変化部2B2との境界近傍におけるくびれた部分で、座屈変形しやすくなり、ひいては、多孔質構造体1が圧縮変形しやすくなる。これにより、多孔質構造体1の表面のタッチ感がより柔らかくなる。
ここで、骨変化部2B2の延在方向は、骨変化部2B2の中心軸線(骨格線O)の延在方向である。また、骨変化部2B2の傾斜面2B23の幅W2は、骨変化部2B2の骨格線Oに垂直な断面に沿って測ったときの、傾斜面2B23の幅を指す。
なお、本例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
これにより、多孔質構造体1の構造がシンプルになり、3Dプリンタによる造形がしやすくなる。また、化学反応によって発泡させる工程を経て製造された一般的なポリウレタンフォームでの機械特性を再現しやすい。よって、多孔質構造体1のクッション材としての特性を向上できる。また、このように骨部2Bを柱状に構成することにより、仮に骨部2Bを薄い膜状の部分に置き換えた場合に比べて、多孔質構造体1の耐久性を向上できる。
なお、骨一定部2B1、骨変化部2B2の断面形状は、それぞれ、骨一定部2B1、骨変化部2B2の中心軸線(骨格線O)に垂直な断面における形状である。
なお、本例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち一部の骨部2Bのみが、この構成を満たしていてもよく、その場合でも、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
また、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち全部又は一部の骨部2Bにおいて、骨一定部2B1と骨変化部2B2は、それぞれの断面形状が、正三角形以外の多角形(正三角形以外の三角形、四角形等)でもよいし、あるいは、円形(真円形、楕円形等)でもよく、その場合でも、本例と同様の効果が得られる。また、骨一定部2B1と骨変化部2B2は、それぞれの断面形状が互いに異なるものでもよい。また、各骨部2Bは、それぞれの断面形状が、その延在方向に沿って均一でもよいし、あるいは、その延在方向に沿って非均一でもよい。また、各骨部2Bどうしで、断面形状が互いに異なっていてもよい。
上述のように、本発明の各実施形態に係る多孔質構造体1は、シートパッド(特には車両用シートパッド)に用いられることができる。
以下、図8を参照しつつ、本発明の任意の実施形態に係る多孔質構造体1を備え得るシートパッド302の一例について説明する。
図8は、本発明の様々な実施形態に係る多孔質構造体1から構成されることができるシートパッド302(車両用シートパッド)を備えた車両用シート300の一例を、概略的に示す斜視図である。
図8に破線で示すように、車両用シート300は、着座者が着座するためのクッションパッド310と、着座者の背中を支持するためのバックパッド320と、を備えている。クッションパッド310とバックパッド320とは、それぞれ、シートパッド302から構成されている。以下では、クッションパッド310又はバックパッド320を、単に「シートパッド302」と呼ぶことがある。クッションパッド310とバックパッド320とは、それぞれ、本明細書で説明する任意の実施形態の多孔質構造体1から構成されることができる。多孔質構造体1に固定されたXYZ直交座標系(図1~図4)は、シートパッド302に対し任意の向きに指向されてよい。車両用シート300は、クッションパッド310及びバックパッド320のそれぞれを構成するシートパッド302に加え、例えば、シートパッド302の表側(着座者側)を覆う表皮330と、クッションパッド310を下側から支持するフレーム(図示せず)と、バックパッド320の裏側に設置されるフレーム(図示せず)と、バックパッド320の上側に設置され、着座者の頭部を支持するためのヘッドレスト340と、を備えることができる。表皮330は、例えば、通気性のよい材料(布等)から構成される。図8の例において、クッションパッド310とバックパッド320とは、互いに別体に構成されているが、互いに一体に構成されてもよい。
また、図8の例において、ヘッドレスト340は、バックパッド320とは別体に構成されているが、ヘッドレスト340は、バックパッド320と一体に構成されてもよい。
本明細書では、図8に表記するとおり、車両用シート300(ひいてはシートパッド302)に着座した着座者から観たときの「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」の各方向を、それぞれ単に「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」などという。
また、「シートパッド(302)の厚さ方向(TD)」とは、クッションパッド310の場合、上下方向を指しており(図8)、バックパッド320の場合、バックパッド320のメインパッド部321の着座者側の面(表面)FSから裏面BSまでにわたってメインパッド部321が延在する方向である(図8)。
また、シートパッド(302)の「着座者側の面(表面、FS)」は、クッションパッド310の場合は上面を指しており(図8)、バックパッド320の場合は前面を指している(図8)。シートパッド(302)の「裏面(BS)」は、シートパッド(302)の着座者側の面(FS)とは反対側の面であり、クッションパッド310の場合は下面を指しており(図8)、バックパッド320の場合は後面を指している(図8)。シートパッド(302)の「側面(SS)」は、シートパッド(302)の着座者側の面(FS)と裏面(BS)との間の面であり、クッションパッド310の場合は前面、後面、左面及び右面のうちいずれかを指しており(図8)、バックパッド320の場合は下面、上面、左面及び右面のうちいずれかを指している(図8)。
ただし、多孔質構造体1は、シートパッド302のクッションパッド310、バックパッド320、又は、ヘッドレスト340のいずれか一つのみを構成してもよい。
また、多孔質構造体1は、シートパッド302のクッションパッド310の一部のみ、バックパッド320の一部のみ、かつ/又は、ヘッドレスト340の一部のみを、構成してもよい。これにより、多孔質構造体1の大きさを小さくすることができ、ひいては、比較的小型の3Dプリンタによっても製造することが可能になる。その場合、シートパッド302のクッションパッド310、バックパッド320、ヘッドレスト340のうち、多孔質構造体1によって構成された部分以外の部分については、例えば金型成形又はスラブ成形等において化学反応により発泡させる工程を経て製造されることにより、上述したような従来の一般的な多孔質構造体(発泡体)で構成するとよい。例えば、図示は省略するが、シートパッド302のクッションパッド310、バックパッド320、かつ/又は、ヘッドレスト340は、それぞれ、互いに別体に構成された複数のクッション部を備え、当該複数のクッション部のうち一部(1つ又は複数)のクッション部のみが、多孔質構造体1から構成され、他のクッション部が、例えば金型成形又はスラブ成形等において化学反応により発泡させる工程を経て製造された多孔質構造体(発泡体)からなってもよい。より具体的には、例えば、シートパッド302のクッションパッド310、バックパッド320、かつ/又は、ヘッドレスト340は、それぞれ、1つ又は複数の多孔質構造体1からなる挿填体と、当該1つ又は複数の挿填体とは別体に構成され、当該1つ又は複数の挿填体を収容する凹部を有し、例えば金型成形又はスラブ成形等において化学反応により発泡させる工程を経て製造された多孔質構造体(発泡体)からなる、本体部と、を備えてもよい。
あるいは、シートパッド302のクッションパッド310、バックパッド320、かつ/又は、ヘッドレスト340は、互いに別体に構成された複数のクッション部からなり、当該複数のクッション部のそれぞれが、多孔質構造体1から構成されてもよい。これによっても、多孔質構造体1の大きさを小さくすることができ、ひいては、比較的小型の3Dプリンタによっても製造することが可能になる。
多孔質構造体1は、クッションパッド310又はバックパッド320のメインパッド部311、321の少なくとも一部を構成していると、好適である。
つぎに、図9を参照しつつ、本発明の多孔質構造体1の製造方法を例示説明する。以下に説明する方法は、多孔質構造体1を3Dプリンタを用いて製造する方法であり、本明細書で説明する任意の実施形態の多孔質構造体1を製造するために好適に用いることができる。図9は、シートパッドを構成する多孔質構造体1を製造する様子を示している。
まず、事前に、コンピュータを用いて、多孔質構造体1の3次元形状を表す3次元形状データ(例えば、3次元CADデータ)を作成する。
つぎに、コンピュータを用いて、上記3次元形状データを、3D造形用データ500に変換する。3D造形用データ500は、3Dプリンタ400の造形部420が造形を行う際に3Dプリンタ400の制御部410に読み込まれるものであり、制御部410が、造形部420に、多孔質構造体1を、造形させるように構成されている。3D造形用データ500は、例えば、多孔質構造体1の各層の2次元形状を表すスライスデータを含む。
つぎに、3Dプリンタ400によって多孔質構造体1の造形を行う。3Dプリンタ400は、例えば、光造形方式、粉末焼結積層方式、熱溶融積層方式(FDM方式)、インクジェット方式等、任意の造形方式を用いて造形を行ってよい。生産性の観点からは、光造形方式が好適である。図9では、光造形方式によって造形を行う様子を示している。
3Dプリンタ400は、例えば、CPU等によって構成された制御部410と、制御部410による制御に従って造形を行う造形部420と、造形される造形物(すなわち、多孔質構造体1)を載せるための支持台430と、液体樹脂LR、支持台430及び造形物が収容される収容体440と、を備える。造形部420は、本例のように光造形方式を用いる場合、紫外線レーザ光LLを照射するように構成されたレーザ照射器421を有する。収容体440には、液体樹脂LRが充填されている。液体樹脂LRは、レーザ照射器421から照射される紫外線レーザ光LLが当たると、硬化し、可撓性のある樹脂となる。
このように構成された3Dプリンタ400は、まず、制御部410が、3D造形用データ500を読み込み、読み込んだ3D造形用データ500に含まれる3次元形状に基づいて、造形部420に紫外線レーザ光LLを照射するよう制御しながら、各層を順次造形していく。
3Dプリンタ400による造形が完了した後は、造形物を収容体440から取り出す。それにより、最終的に、造形物として、多孔質構造体1が得られる。
3Dプリンタを用いて多孔質構造体1を製造することにより、貫通孔3A又はスリット3Bが設けられた膜3を備えた多孔質構造体1を、1つの工程で、簡単かつ精度良く、所期したとおりに実現できる。
なお、多孔質構造体1を樹脂で構成する場合、3Dプリンタ400による造形が完了した後に、造形物としての多孔質構造体1を、オーブンの中で加熱してもよい。その場合、多孔質構造体1を構成する各層どうしの結合を強化し、それにより多孔質構造体1の異方性を低減できるので、多孔質構造体1のクッション性をさらに向上できる。
また、多孔質構造体1をゴムで構成する場合、3Dプリンタ400による造形が完了した後に、造形物としての多孔質構造体1を加硫してもよい。
2:骨格部、 2B:骨部、 2Be:骨部の端部、 2B1:骨一定部、 2B2:骨変化部、 2B21:骨変化部の結合部側の端、 2B22:骨変化部の骨一定部側の端、 2B23:骨変化部の傾斜面、 2J:結合部、 21:セル区画部、 211:環状部、 211L:大環状部、 211S:小環状部、 2111:環状部の内周側縁部、
3:膜、 3A:貫通孔、 3B:スリット、
C:セル孔、 O:骨格線、 V1:仮想面、 V1L:大仮想面、 V1S:小仮想面、
300:車両用シート、
302:シートパッド、
310:クッションパッド、 311:メインパッド部(着座部)、 311t:腿下部、 311h:尻下部、 312:サイドパッド部、
320:バックパッド、 321:メインパッド部、 322:サイドパッド部、
330:表皮、
340:ヘッドレスト、
FS:着座者側の面(表面)、 SS:側面、 BS:裏面、 TD:厚さ方向、 LD:延在方向、
400:3Dプリンタ、 410:制御部、 420:造形部、 421:レーザ照射器、 430:支持台、 440:収容体、 LL:紫外線レーザ光、 LR:液体樹脂、 500:3D造形用データ
Claims (9)
- 可撓性のある樹脂又はゴムから構成された多孔質構造体であって、
前記多孔質構造体は、その全体にわたって、骨格部を備えており、
前記骨格部は、
複数の骨部と、
それぞれ前記複数の骨部の端部どうしを結合する、複数の結合部と、
から構成されており、
前記骨格部は、それぞれ複数の前記骨部と複数の前記結合部とから環状に構成された、複数の環状部を有しており、
各前記環状部は、それぞれ、その内周側縁部によって、仮想面を区画しており、
少なくとも1つの前記仮想面は、膜で覆われており、
少なくとも1つの前記膜には、少なくとも1つの貫通孔又はスリットが設けられている、多孔質構造体。 - 前記骨格部は、セル孔を内部に区画するセル区画部を複数有しており、
各前記セル区画部は、それぞれ、複数の前記環状部を有しており、
前記セル区画部を構成する前記複数の環状部は、それぞれの内周側縁部によって区画する前記仮想面どうしが交差しないように互いに連結されており、
各前記仮想面は、それぞれ略平坦であり、
各前記セル孔は、それぞれ、前記複数の環状部と、前記複数の環状部がそれぞれ区画する複数の前記仮想面とによって、区画されている、請求項1に記載の多孔質構造体。 - 前記セル区画部を構成する前記複数の環状部は、1つ又は複数の小環状部と、1つ又は複数の大環状部と、を含んでおり、
各前記小環状部は、それぞれ、その内周側縁部によって、略平坦な小仮想面を区画しており、
各前記大環状部は、それぞれ、その内周側縁部によって、略平坦かつ前記小仮想面よりも面積の大きな大仮想面を区画している、請求項2に記載の多孔質構造体。 - 少なくとも1つの前記小仮想面が、前記膜で覆われており、
前記小仮想面を覆う前記膜には、少なくとも1つの前記貫通孔又は前記スリットが設けられている、請求項3に記載の多孔質構造体。 - 少なくとも1つの前記大仮想面が、前記膜で覆われており、
前記大仮想面を覆う前記膜には、少なくとも1つの前記貫通孔又は前記スリットが設けられている、請求項3又は4に記載の多孔質構造体。 - 前記小仮想面と前記大仮想面とは、互いに形状が異なる、請求項3~5のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
- 各前記セル孔は、それぞれ、略ケルビン14面体の形状をなしている、請求項2~6のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
- 前記多孔質構造体は、クッション材に用いられる、請求項1~7のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
- 3Dプリンタを用いて、請求項1~8のいずれか一項に記載の多孔質構造体を製造する、多孔質構造体の製造方法。
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