WO2007069746A1 - サーフボード等物品及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007069746A1
WO2007069746A1 PCT/JP2006/325114 JP2006325114W WO2007069746A1 WO 2007069746 A1 WO2007069746 A1 WO 2007069746A1 JP 2006325114 W JP2006325114 W JP 2006325114W WO 2007069746 A1 WO2007069746 A1 WO 2007069746A1
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surfboard
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shape
layer
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PCT/JP2006/325114
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Yoshihiro Watanabe
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Yoshihiro Watanabe
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    • B29L2031/52—Sports equipment ; Games; Articles for amusement; Toys
    • B29L2031/5272—Surf boards

Definitions

  • the present invention relates to an article such as a surfboard used for surfing at sea and a surfing game, and an article having the same function for the same kind of purpose, such as a body board, a windsurfing board, etc.
  • the present invention relates to a water levitation moving body (hereinafter abbreviated as “article such as a surfboard”) for water games or for work such as underwater / water scooters, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention relates to an article such as a surfboard that has a hollow structure and has a partitioned space that is partitioned by a partition, and a method for manufacturing the same.
  • Articles such as conventional surfboards are structural products that are reinforced by covering the entire outer surface of the foamed urethane foam that is shaped into the desired shape and covering it with FRP (Fiber Reinforced Plasties). Yes (hereinafter “First Conventional Technology”). Powerful urethane foam is required to have a certain strength, light weight, and close contact with FRP.
  • Second conventional technology urethane resin
  • reducing weight reducing costs
  • diversifying external shapes diversifying external shapes
  • JP-A-2001-206286 a hollow structure having an internal space is formed, and the internal space is fixed along the longitudinal direction of the main body so as to connect the opposing inner surfaces.
  • a structure of a surfboard in which a reinforcing member called a stringer is provided is disclosed.
  • Non-Patent Document 1 there is a fact that an introduction of a product having a hollow structure inside an article such as a surfboard is disclosed on an Internet homepage.
  • a product having a hollow structure inside an article such as a surfboard
  • AVISO product name
  • Non-Patent Document 2 the industry that manufactures and sells articles such as hollow surfboards. There is a fact that an introductory article produced and sold by the largest company Salomon under the name “S-CORE” is posted.
  • Patent Document 1 JP 2001-206286 A
  • Non-patent document 1 Information on "AVISO” is disclosed! Internet address http: Z / www. Nakisurf. Com / faq / iaq— board, html
  • Non-Patent Document 2 Salomon's website address http: ZZwww. Salomon, co.jp/index, html
  • the article of the first prior art such as a surfboard is a structure in which two kinds of materials are bonded together, and the bonded surface force is peeled off or cracks are generated due to deterioration or impact by ultraviolet rays.
  • foamed urethane foam which is the base material
  • foamed urethane foam should be made larger in size if weight reduction is emphasized, but this has the problem of lowering strength.
  • the producers of surfboards and other items have to cut the foam strength of the foamed urethane foam into the desired shape for each product, which takes a long time to produce and has the problem of high labor costs and long delivery times. It was. Since the foamed urethane foam that is the base material is a homogeneous part, there is a limitation in that the elastic displacement of the main body cannot be set appropriately.
  • the external shape directly related to the performance of the article such as the surfboard is a cast molding product using a pre-defined formwork.
  • the shape selection range was narrow and could not be formed into a new shape. Since the molding process is performed by a standardized mass production system, it is impossible to incorporate the user's specific wishes, and there is no contact between the producer and the user. is there. Moreover, since the core material used as a nucleus is used inside, it is not a perfect hollow structure. Further, as described in the explanation of the first prior art, there is a limitation that the elastic displacement of the main body cannot be appropriately changed.
  • the hollow structure surf boats disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2 are all premised on mass production, and are manufacturers, designers and builders.
  • the above-mentioned stringer is only expected to have an effect as a skeleton material for maintaining strength to prevent breakage, and a partition space is formed by a partition wall in the internal space, so that the physical properties and displacement characteristics of the board body can be arbitrarily set. It is necessary to make it uniform and not intended to be adjusted or set appropriately according to the user's wishes.
  • the present invention has been made in view of strong circumstances, has sufficient strength and durability, can achieve unprecedented low cost and quick delivery, and can fully demonstrate the ability of the producer.
  • the present invention provides an article such as a surfboard that can be arbitrarily set according to individual users, such as strength, elasticity, toughness, and the like, and a manufacturing method for realizing the article.
  • an article such as a surfboard and a method for manufacturing the same according to the present invention are configured as follows.
  • an article such as a surfboard includes a hollow outer shell that forms the outer shape of the article body such as a surfboard, a partition wall arranged to connect an inner surface facing the inner space of the outer shell, and an inner surface of the partition wall and the outer shell. It is characterized in that it is powered by a partition space that is partitioned and sealed with a vent hole formed in the partition wall so that adjacent spaces in the partition space communicate with each other appropriately.
  • an outer shell that forms the outer shape of the article body, such as a surfboard, a partition wall that is disposed along the longitudinal direction of the article body, such as a surfboard, in an internal space surrounded by the outer shell, And a vent hole communicating with the partition space separated by the partition wall. It is a sign.
  • These outer shells and partition walls are integrally formed, and preferably, this integral container is formed by molding simultaneously.
  • the compartment space is filled with an inert gas such as helium, nitrogen, or a gas such as air at an appropriate pressure, and the pressure (space pressure) of the filled gas is increased or reduced. Accordingly, different pressures may be set individually in the positions of the inner space of the outer shell. In this case, it is provided with a filling valve for filling the internal space and / or the compartment space with a gas, and a pressure adjusting valve for relieving the internal gas according to the pressure change of the filled gas. Speak as a feature
  • the vicinity of the central portion in the longitudinal direction may be formed thinner than the vicinity of the tip portion.
  • the article such as a surfboard configured as described above is formed by the following manufacturing method.
  • three-dimensional shape data that constitutes a three-dimensional shape of an article such as a surfboard, etc., after a non-hardened photocurable resin solution is supplied substantially uniformly on a table that moves up and down while maintaining a horizontal plane.
  • the surface of the photocurable resin solution is irradiated with a light beam such as laser light, ultraviolet light, or visible light.
  • a solid piece of the first layer with a predetermined thickness is formed by curing the resin in the area and modeling the above surface data.
  • the table is lowered by a predetermined depth (the thickness of the resin layer that is cured by a single irradiation), and an uncured photocurable resin solution is almost completely applied to the upper surface of the solid piece of the first layer.
  • Uniformly supply and irradiate light based on the surface data of the virtual cut surface adjacent to the virtual cut surface constituting the first layer solid piece in parallel to the second layer solid piece.
  • the solid piece is cured and formed so as to be continuous with the solid piece.
  • the above batch operation is sequentially repeated up to the n-th layer at the end portion, and a method of modeling an article such as an integrated surfboard by modeling in a laminated form is adopted.
  • the photocurable resin is supplied almost uniformly on the table, and is cut in a virtual plane substantially orthogonal to the longitudinal direction of the article such as the surfboard based on the shape data of the article such as the surfboard. Data is extracted, and light such as laser light is irradiated on the photocurable resin according to the extracted shape data to form a resin layer having a predetermined thickness. After finishing the shot, the table is lowered by one layer, and the same operation is performed again to combine the hardened layers formed before and after. As
  • the shape data of the support attached to stabilize the article such as the surfboard in the modeling process is added, and the surface data of the cut surfaces of the two shape data forces.
  • the main body of the article such as the surfboard and the support may be formed simultaneously by irradiating light rays simultaneously or successively.
  • the present invention has the following remarkable effects.
  • a partition space is formed from the partition wall of the inner space of the outer shell, and the outer shell and the partition wall are integrally formed, Solid solid nodule force Machined to be lighter than a conventional hollow structure that is cut and manufactured, or has a separate structure with the outer shell material and reinforcement ribs inside. it can. It is possible to form a board that has more shape-retaining power and is superior in strength, elasticity, and toughness.
  • the partition walls are not limited to being arranged along the longitudinal direction, and the partition walls are also arranged in the lateral direction intersecting with the longitudinal direction so as to form a lattice shape (rectangular section) or a diagonally intersecting shape (diamond section).
  • a lattice shape rectangular section
  • a diagonally intersecting shape diamond section
  • the surface strength of the outer shell can be increased by enclosing the pressurized gas body in the compartment space while being lightweight. This means that the individual buoyancy generated in each part can be set differently, and as a result, the center position of the buoyancy of the board and the balance position of the board can be freely set as the resultant buoyancy of each part. can do.
  • the compartment space may be depressurized as long as strength permits.
  • This high degree of design freedom can easily and quickly respond to board requirements that behave according to the board user's (user's) capabilities or behave according to user preferences. It means to come.
  • the volume of the partitioned space can be set appropriately. Further, if necessary, a filling valve and a pressure regulating valve are provided in each partition space, so that excessive internal pressure due to adjustment of the internal pressure and increase of the outside air temperature can be released to avoid expansion failure. In particular, this type of board is used at sea and on the beach, so the temperature rise due to direct sunlight is large.
  • V and the board shape data stored in a computer or the like in advance are modeled on the cut surface shape of the board at a desired position on the photocured resin liquid.
  • the surface data is extracted, and light is applied to the area corresponding to the surface data to form a layered solid piece, and then the next layer is sequentially formed by a batch operation in which the table is lowered by the thickness of the next forming layer.
  • laminate molding a manufacturing method (hereinafter referred to as “lamination molding”) is used to form a board in which solid pieces are stacked and integrated, it is possible to form a large number of boards in the same form and exhibiting the same behavior in a short time.
  • the modification of the appropriate form can be easily changed by modifying the data on the computer, which makes it easy to produce a board with individuality.
  • outer shell and the bulkhead are made of the same material and integrated during the formation process, so it is possible to avoid strength imbalance caused by bonding and attaching separately formed members, and to significantly increase the durability of the board. be able to.
  • the surfboard according to the present embodiment uses the surfboard shape data (wire frame, etc.) input on 3D CAD, and the bottom force at the end in the longitudinal direction of the surfboard. So-called three-dimensional product that is laminated while curing It is formed by the layer modeling method.
  • the surfboard is continuously formed for each cross section, and is formed as a hollow structure in which a partition wall is provided with a vent hole communicating with each other between the spaces penetrating in the longitudinal direction.
  • the concrete modeling process creates force data by adding support data to form support for preventing tumbling of the surfboard to the slice cross-section data of the surfboard provided with the partition wall. Then, set various 3D laminating equipment parameters such as laser scanning speed, output, number of recoating, offset amount, shrinkage.
  • 3 to 6 supports are simultaneously parallel with the surfboard body molding so that the surfboard body does not fall down during the lamination process. Support data is added to slice cross-section data (surface data) so that it can be formed as desired.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show the manufacturing process of the surfboard which is useful for the present embodiment.
  • the veg platform (table) 1 that hardens the first layer is lowered by a thickness of 0.1 to 0.2 mm, and the liquid photocurable resin is placed on the table 1.
  • the intensity of the laser beam L from the laser beam irradiation unit 2 is adjusted, and the laser beam L is irradiated while scanning the surface of the resin to cure the photocurable resin layer.
  • the cured layer of the first layer is formed, and the light-irradiated portion of the resin is thinned and hardened, and the cured resin layer corresponding to the cross-sectional data (surfboard part cured resin layer 3, sabote part cured resin) A fat layer 4) is formed.
  • the first layer of the surfboard portion cured resin layer 3 is formed with two holes 3a for discharging uncured resin that has entered the inner space of the surfboard portion that is sequentially formed.
  • This hole 3a is used as a pilot hole for forming a mounting hole for attaching a filling valve 24 and a relief valve 25 described later.
  • the hole 3a becomes a through hole communicating with the internal space.
  • the table 1 is lowered by one layer, and the same operation is repeated again to form a resin layer, and the laser beam L is scanned and irradiated in the same manner as the upper force of the first layer. Then the second layer is formed.
  • the irradiation energy of the second layer is to cure the second layer by the thickness of the layer. By making it slightly larger than the energy of the above, a chemical reaction is caused between the second layer and the first layer to firmly bond both layers to form a homogeneous hardened layer.
  • the three-dimensional data (slice cross-section data) of the surfboard is based on the shape of the basic external shape / internal structure, and the designer can examine the suitability for the user and make changes.
  • FIGS. 3 to 8 show the surfboard manufactured by the method of manufacturing the surfboard according to the present embodiment.
  • At least one partition wall 10a, 20a, 20b is formed along the central reference line in the inner space of the outer shell 10g, 20g, 30g, 40g having a flat spindle-shaped outer shape.
  • the partition walls 20a, 20b are formed with a plurality of vent holes 20c, 30c, 30d communicating with each other through the internal space separated by the partition walls to form a hollow structure.
  • a line extending in the longitudinal direction through the center in the transverse direction is used as a reference line, and is formed symmetrically between 1 to 5 on one side.
  • a total of four partition walls 10a, two on each of the left and right sides are arranged.
  • one partition wall 20a is formed that passes the center in the lateral direction in the longitudinal direction.
  • One partition 20b is arranged on the left and right of the partition.
  • the number of bulkheads is the smallest when the bulkheads are located at the center reference line, and the maximum number of bulkheads is set to an appropriate number considering the surfboard shape, weight, and other characteristics. .
  • the example of the shape of the partition wall is shown as being formed in the entire longitudinal direction of the surfboard, a so-called discontinuous shape in which a partition wall is not partially formed in a part along the longitudinal direction may be used. Especially long In order to improve the elasticity of the part in the middle part in the hand direction, it is conceivable that the partition wall is lost.
  • the thickness of the partition wall as a design change item is set between 0.5 mm and 5 mm (preferably 0.5 mm). As a design change, 1-50 vents are provided in the partition. In the surfboard 20 shown in FIGS. 4 and 5, five air holes 20c are formed through the partition walls 20a and 20b, respectively.
  • the surfboard 30 in Figure 6 has 16 vents in total, large and small! RU
  • the maximum value is the partition wall height and the minimum value is 3 mm. More preferably, the diameter of the air hole is such that, in the elastic setting portion (near the surfboard middle portion) to which elasticity is to be imparted, the height of the partition wall, and the elastic unnecessary portion that does not require imparting elasticity (the tip portion of the surfboard 3mm in the vicinity and near the bottom end). Furthermore, it is preferable that the shape of the vent hole is elliptical in the vicinity of the center in the longitudinal direction where elastic deformation is required. In the surfboard 30 shown in FIG. 6, in the plurality of vent holes 30c and 30d formed in the partition wall 30a, the vent hole 30d is formed in a substantially circular shape, whereas the vent hole 30c is a long hole (elliptical hole). Is formed.
  • the minimum diameter of the vent hole it has sufficient ventilation function and the vent hole considering the minimum value of 0.1 mm that can be molded by the current 3D laminate molding method.
  • the size is a common sense that does not generate discontinuities that are structural defects.
  • the structural features of the outer shell are those with a thickness distribution between 0.5 mm and 5 mm, and other parts in the vicinity of the longitudinal center of the surfboard that require elastic deformation. It is preferable to mold thinner than the vicinity of both longitudinal ends.
  • the maximum outer shell thickness of 5 mm is provided at both ends in the longitudinal direction. This is because, based on our experience, both ends of the surfboard in the longitudinal direction are easily damaged by unexpected accidents, especially during transportation, so that the thickness is less than 5 mm and does not have a significant impact on weight.
  • the minimum value of the outer shell thickness of 0.5 mm is determined from the minimum molding value in the current 3D additive manufacturing method in a range that does not generate discontinuous surfaces, and an appropriate dimension value within the above range is used. Is done.
  • connection portion between the partition wall and the outer shell has a structure in which a discontinuous surface is not formed by rounding corners between a radius of 0.5 to Lmm (preferably 0.5 mm) in order to prevent stress concentration. (See Fig. 5). Regarding the numerical range of rounded corners, the discontinuous surface can be eliminated, and the current 3D additive manufacturing method can achieve the minimum molding value of 0.1 lmm. It was a common sense size that would not be allowed. As the radius of curvature increases, the molding volume increases and the weight increases, so the dimensions satisfy the requirements such as light weight.
  • skegs (fins) 22 are formed in an arbitrary number and shape on the bottom surface of the surfboard body 20.
  • the skeg can be molded integrally with the body of the surfboard or it can be a separate part.
  • the relationship between the nominal bending strength and the load due to the user's weight is as follows: nominal bending strength: ⁇ aZcm2> weight load on the surfboard: 0.0421MpaZcm2 Forming a discontinuous surface from the minimum molding value of 0.1 lmm in the three-dimensional additive manufacturing method 0.5 mm is the minimum value of each value. By the way, when the minimum value is adopted, it becomes the lightest value of the entire surfboard.
  • the partition wall is the center reference It was decided to form at least one line when positioned on the line. This is because, in the state where there is no partition wall, deformation occurs even in the places where elasticity is not required (front end, bottom end). This is because it ends up. Since the deformation location is concentrated at the center in the lateral direction, the arbitrary deformation location is set by setting the number of partition walls, the thickness, the shape of the air holes, and the like.
  • the surfboard 10 is provided with fins 12.
  • the fin 12 can be formed as an integral structure when the surfboard body is formed by the above-described method.
  • other attachment methods such as FCS (Fin Control System) fins, which are widely used at present, can be selected without being integrally formed.
  • FCS Flu Control System
  • the FCS system refers to a system in which the fins are fixed to the surfboard body with removal and adjustment functions! Uh.
  • the fin 12 mounting method is not to form the fin 12 integrally with the surfboard body 10 at the time of photocuring resin molding, but is a columnar shape about 3 mm larger than the FCS mounting part 13.
  • a recess 14 is formed.
  • the FCS attachment component 13 is inserted into the recess 14 and set, and a light-curing resin is filled in the gap and cured and fixed.
  • the fin 12 is removably inserted into the fin mounting hole 13a formed in the FCS mounting part 13 so that the position in the longitudinal direction can be adjusted and attached.
  • helium gas is filled into the hollow structure formed by the outer shell and the partition formed by the molding method described above.
  • helium gas has a specific gravity of 0.14, about one-seventh that of air, and has a buoyancy equivalent to the volume of helium gas in the atmosphere, so a surfboard filled with helium gas. Has buoyancy for the volume of the surfboard, and as a result, can reduce the weight of the surfboard.
  • Applicant's surfboard has a longitudinal length of 6.1 feet (185.42cm), lateral width: 18.375 inches (46.67cm), maximum thickness: 2.1875 inches (5.56cm) ) Based on the calculation! / And verifying the weight reduction.
  • the size of a surfboard generally indicates the nominal size with the above three types (length, width and thickness). However, the surfboard is composed of a plurality of three-dimensional curves, and the nominal Even if the numbers are the same, There is a large volume fluctuation.
  • the surfboard volume owned by the applicant is 26096 cm3 (actual measurement).
  • the light weight refers to the difference between the vertical upward force (buoyancy) of helium and the vertical downward gravity of the surfboard body. Even air and other gas-filled materials have the power of a surfboard. They are heavier than helium-filled.
  • the bulkhead volume was formed by forming an outer shape with a three-dimensional curve, which was an error range when actually measuring the surfboard volume, and was not reflected in the buoyancy calculation.
  • Filling pressure shall be atmospheric pressure (replacement of gas) as a minimum and 0.3 Mpa as a maximum, and lightness-strength 'repulsive force can be applied to the user. Filling (substitution) at atmospheric pressure is the lightest.
  • the bottom of the surfboard 20 in the longitudinal direction has a filling valve (check valve) 24 and a change in volume of internal gas due to a change in temperature.
  • a relief valve (safety valve) 25 is provided that adjusts the pressure when an abnormal pressure (high pressure or low pressure) occurs.
  • an SC6 check valve manufactured by IBS Co., Ltd. is taken as an example of a filling valve.
  • An example of the relief valve is the E292 type relief valve manufactured by Yamamoto Sangyo Co., Ltd.
  • the main body / valve body spring used in check valves and safety valves is made of grease such as PTFE.
  • PTFE PTFE
  • corrosion resistant metals SUS316, 316L, etc.
  • All components of the SC6 check valve are made of grease, and the valve housing of the E292 safety valve is made of SUS316.
  • the connecting method is to form a female screw of the caliber size on the valve side on the bottom of the surfboard 20 in the longitudinal direction. Screw and connect the grease-pull.
  • the safety valve currently on the market has a complicated shape with a set pressure adjustment function, but may be a simple structural part that determines the set operating pressure by changing the spring rate. If the valve shares both functions of filling and relief, it is not necessary to provide two valves having independent functions, and one dual-purpose valve having both functions can be used.
  • the surfboard 20 is manufactured. Therefore, the design concept can be changed according to the skill of the user and the purpose of use. By examining the size, position, shape, and internal helium gas filling pressure of the vents, it is possible to produce articles such as surfboards that have the same characteristics but various characteristics.
  • the thickness of the partition wall emphasis is placed on strength when it is thickened, and weight and elasticity are emphasized when it is thinned.
  • the thickness distribution of the outer shell bulkhead relative to the outer shape emphasizes elasticity in the thin part, and emphasizes strength in the thick part.
  • elasticity can be set at an arbitrary position, and the internal helium gas filling pressure is lightest at atmospheric pressure, and strength is emphasized at high pressure.
  • the outer shell's bulkhead is thickened and the number is increased and only a minimum number of ventilation holes are provided as an internal structure for beginners. Can be produced.
  • a lightweight, highly elastic surfboard can be manufactured by reducing the number of outer shells, reducing the number of partitions, and increasing the shape of the vents. Appropriate shapes for beginners and advanced players in outline are well established, and will not be described here in detail.
  • the photocured resin currently used in the three-dimensional additive manufacturing method is transparent or milky white, there is also an advantage that observation in seawater is possible because the surfboard body is transparent.
  • surfboards and other items are equipped with a transparent window that can produce different materials.
  • the surfboard according to the present embodiment has a structure that enables observation in the sea without creating weak points in terms of strength and structure without providing parts of different materials.
  • the photocured resin currently used in the three-dimensional additive manufacturing method is a transparent or milky white resin. There is. Therefore, it is preferable to use a resin having the ability to apply a coating for blocking ultraviolet rays or an ultraviolet resistant function.
  • a surfboard used for surfing has been described as an example.
  • a floating object similar in function to a surfboard such as a float, a bodyboard, a wakeboard, a windsurfboard, a buoy, a floating ring, etc. It can be applied to the manufacture and structure of articles such as simple surfboards.
  • Fig. 9 shows the base support 5 for stably holding the initial layered model until the support 4 that holds the entire board shown in Fig. 2 stands up and unites with the main body in the layered modeling process. It is shown.
  • the base support 5 is formed simultaneously by irradiating light as surface data together with the surface data of the cross section of the main body. This base support 5 is unnecessary for the product and is deleted after molding. Therefore, the structure is preferably formed by a structure that can be cut or folded, for example, a so-called sacha structure, mesh structure, hollow structure, or wafer structure.
  • FIG. 10 shows an example in which the partition walls shown in FIG. 4 are arranged in the horizontal direction in a lattice shape, unlike the case where the partition walls are arranged only in the longitudinal direction in the inner space of the outer shell. It is a thing.
  • a partition space is formed by dividing the longitudinal direction of the board 20.
  • This lattice space can be placed in a desired position at an appropriate volume in the sealed compartment space by arranging the ventilation holes 20c. Can be formed.
  • pressure to the compartment space by filling with inert gas or air, or reducing exhaust pressure, it is possible to set different pressures at different positions in the inner space of the outer shell. Strength and buoyancy can be set.
  • the disclosed article such as a surfboard of the present invention and the manufacturing method thereof can form a large number of surfboards having the same form and the same behavior in a short time, which could not be realized with conventional surfboards having a hollow structure.
  • a unique surfboard that takes into account user preferences and abilities is designed with a wide degree of freedom, and it is easy to manufacture parentheses. And we are proud of having sufficient industrial applicability.
  • FIG. 1 is a perspective view showing setting of a table related to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing process that is relevant to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view and a side view showing a surfboard that works on an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an internal structure of a surfboard that is useful in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a transverse cross section of a surfboard that works according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a plan view showing a partition wall that is effective in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view and a side view showing a surfboard that works on an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an assembled perspective view showing a state where the fins are attached to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an initial state of a manufacturing process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing an internal structure of a surfboard that is useful in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross-section of a surfboard that works according to another embodiment of the present invention. Explanation of symbols

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Abstract

【課題】十分な強度と耐久性を有し、低いコストと短納期を達成でき、製作者の能力を十 分発揮でき、強度、弾性、じん性などの特性を任意に設定でき、使用者にとって選択の幅 が広い。 【解決手段】外形形状を形作る外殻と、外殻に囲まれた内部空間にサーフボード本体の長 手方向に沿って配置された隔壁２０ａ，２０ｂと、隔壁に形成されて隔壁で隔てられた内 部空間を連通する通気孔２０ｃとを備えた。テーブル１上に光硬化性樹脂をほぼ均一に供 給し、サーフボード等物品の形状データに基づいてレーザ光Ｌなどの光線を光硬化性樹 脂に照射して所定の厚みの樹脂層を形成させ、この照射終了後テーブルを1層分だけ下げ 再び同様の操作を行い前後に形成された硬化層を合体させることを多層に亘って繰り返し て硬化樹脂によりサーフボード等物品を造形して製造する。

Description

明 細 書
サーフボード等物品及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、海上での波乗り遊技や競技であるサーフィンに使用されるサーフボード 等物品及び並びにこれと同種目的で同機能を持った物品、例えば、ボディーボード 、ウィンドサーフィン用ボード、などの水上遊技用の、又は水中 ·水上スクーター等の 作業用の水浮揚移動体 (以下、「サーフボード等物品」と略称する。）及びその製造 方法に関するものであり、特に、浮力を得る本体に内部空間を有する中空構造をな し、かつ内部が隔壁により区画した区画空間を有するサーフボード等物品及びその 製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来のサーフボード等物品は、目的の形状に造形して基体となる発泡ウレタンフォ 一ムの外表面全体を FRP (Fiber Reinforced Plasties/繊維強化榭脂）で被覆 して補強した構造品がある（以下、「第 1従来技術」）。力かる発泡ウレタンフォームに は、所定の強度、軽量度、 FRPとの密着度が要求されている。
他の従来のサーフボード等物品としては、ウレタン榭脂の型流しにより中空構造に 製作された構造品があり（以下、「第 2従来技術」）、軽量化、コスト削減、外形の多様 化 (型の多種化)が要求されて 、る。
[0003] また、特開 2001— 206286においては、内部空間を設けた中空構造に構成し、か つ内部空間には本体の長手方向に沿って、かつ対向内面間を連結するようにして固 着させたストリンガーと称する補強部材を配設したサーフボードの構造が開示されて いる。
[0004] さらに非特許文献 1としては、インターネットのホームページ上において、サーフボ ード等物品の内部を中空構造にした製品の紹介が開示されている事実がある。例え ば、製品名「AVISO」で販売されている「中空カーボンファイバー 'サーフボード等物 品」が内部構造を示す断面図と共に掲載されている。
[0005] さらにまた、非特許文献 2として、中空サーフボード等物品を製作販売している業界 最大手サロモン社が、商品名「S— CORE」の名称で製造販売している紹介記事が 掲載されている事実がある。
特許文献 1：特開 2001— 206286号
非特許文献 1：「AVISO」の情報が開示されて!、るインターネットアドレス http： Z / www. nakisurf. com/ faq/ iaq— board, html
非特許文献 2 :サロモン社のホームページアドレス http : ZZwww. Salomon, co. jp/ index, html
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 第 1従来技術のサーフボード等物品では、 2種材質の部材を貼り合わせて成る構造 物であり、紫外線による劣化や衝撃によって貼り合わせ面力 剥離したり、クラックが 発生したりして耐久性に問題があった。また、基体となる発泡ウレタンフォームは軽量 化を重視すると気泡を大きくすれば良いが、これでは逆に強度が下がる問題点があ つた。さらに、サーフボード等物品の製作者が発泡ウレタンフォームの団塊力も製品 毎に所望形状に切削しなければならず、制作に長時間を要するため人件費の高負 担と長納期と言う問題点もあった。カロえて、基体となる発泡ウレタンフォームは均質部 材であるため構造上、本体の弾性変位を適宜に設定変更できな 、と 、う制限があつ た。
[0007] 第 2従来技術のサーフボード等物品では、サーフボード等物品の性能に直接関わ る外形形状は、予め既定した型枠を用いた型流し成形品であるため、個々の使用者 に個性に併せた形状に成形することかできず形状選択の幅が狭 、ものであった。型 流し工程により造形は、既定の画一的な量産体制で行われるため、使用者の固有の 希望を取り入れることはできず、製作者と使用者との接点が無 、と 、う問題点がある。 また内部に核となる芯材を使用しているため、完全な中空構造ではない。さらに上記 第 1従来技術の説明で述べたように、本体の弾性変位を適宜に設定変更できないと いう制限があった。
[0008] また、特許文献 1、非特許文献 1、 2で開示されている、中空構造のサーフボートに あっては、全て大量生産を前提としており、製造者であって、デザイナーやビルダー でもある多数のシエイパーが持つ技能を従来の製作方法 (フォーム削り出し製法)と 同様にユーザー毎に最適製品を提供することは困難なものであった。さらに上記した ストリンガーなるものは、破損を防ぐ強度維持の骨格材としての効果を期待したもの に過ぎず、内部空間内に隔壁によって区画空間を形成して、ボード本体の物性や変 位特性を任意にまたはユーザーの希望によって適宜に調節設定することを目的とし たものでなぐ画一的なものに成らざるを得なカゝつた。その結果、現在販売されている 中空構造品のサーフィンボードの使用率は大変低ぐ実際のボード巿場では受け入 れ難いものであった。そのため、長年にわたって構造'材質、及び流通において次世 代品の出現が待ち望まれて 、たが、依然として達成されて 、な 、のが現況であった。 その主な原因の一つに、中空構造ではサーフボード等物品の制作者であるシヱイパ 一がユーザーの能力や希望を取り入れて、その人固有にデザインし、かつ最適な又 は所望の挙動を示すサーフボードを製造することが困難であったことによる。
[0009] 本発明は、力かる事情に鑑みてなされたもので、十分な強度と耐久性を有し、今ま でにない低いコストと短納期を達成でき、製作者の能力を十分発揮でき、強度、弾性 、じん性などの特性を個々のユーザーに合せて任意に設定でき、使用者にとって選 択の幅が広いサーフボード等物品及びこれを実現する製造方法を提供するものであ る。
課題を解決するための手段
[0010] 上記の課題を解決するために、本願発明に係るサーフボード等物品及びその製造 方法は、以下のように構成している。
先ず、サーフボード等物品は、サーフボード等物品本体の外形形状を形作る中空 の外殻と、当該外殻の内部空間に対向する内面を連結させるように配置した隔壁と、 該隔壁と外殻の内面とで区画して密閉状態とした区画空間と、該区画空間の隣接空 間どうしを適宜に連通するように上記隔壁に開設した通気孔と、力 なることを特徴と している。
[0011] また、サーフボード等物品本体の外形形状を形作る外殻と、当該外殻に囲まれた 内部空間にサーフボード等物品本体の長手方向に沿って配置された隔壁と、当該 隔壁に形成されて隔壁で隔てられた区画空間を連通する通気孔とを備えたことを特 徴としている。これら外殻と隔壁とを一体にして形成し、かつ好ましくはこの一体ィ匕は 同時成形して一体化させるようにして!/、る。
[0012] 上記区画空間にはヘリウム、窒素、などの不活性ガス、又は空気等の気体を適宜 の圧力で充填させ、その充填した気体の圧力（空間圧力）を加圧、又は減圧をするこ とによって、外殻の内部空間の区々の位置において個別的に異なる圧力に設定する ようにしても良い。この場合、前記内部空間及び (又は）区画空間内に気体を充填す るための充填弁と、充填された気体の圧力可変に応じて内部の気体をリリーフさせる 圧力調整弁とを備えたことを特徴として ヽる
[0013] なお、前記外殻の厚さの設定において、長手方向の中央部付近を先端部付近より も薄く形成するようにしても良い。
[0014] 次に、上記のように構成したサーフボード等物品は、以下の製造方法により形成し ている。
すなわち、水平面を保って昇降移動するテーブル上に、所定深さで未硬化状態の 光硬化性榭脂液を略均一に供給した後、サーフボード等物品の立体形状を構成す る 3次元の形状データから抽出した所定端部における仮想切断面形を表す 2次元の 面データに基づいて上記光硬化性榭脂液の液面上にレーザ光、紫外線、又は可視 光線などの光線を照射し、この照射域の榭脂を硬化させて上記面データを象った所 定厚さの第 1層目の固形片を成形する。次に、所定の深さ（一回の照射で硬化する 榭脂層の厚さ）だけテーブルを降下させて、第 1層の固形片の上面に未硬化の光硬 化性榭脂液をほぼ均一に供給して、上記第 1層目の固形片を構成した仮想切断面 に並行隣接した仮想切断面の面データに基づいた光線を照射して第 2層目の固形 片を第 1層目の固形片に連続させてかつ一体となるように硬化形成する。以後、上記 の回分操作を終端部の第 n層目まで順次繰り返して積層状に造形して行くことによつ て一体ィ匕したサーフボード等物品を造形する方法を採っている。
[0015] また、テーブル上に光硬化性榭脂をほぼ均一に供給し、サーフボード等物品の形 状データに基づいてサーフボード等物品の長手方向に対してほぼ直交する仮想面 で切断した形状の形状データを抽出して、当該抽出形状データに応じてレーザ光な どの光線を前記光硬化性榭脂に照射して所定の厚みの榭脂層を形成させ、この照 射終了後テーブルを 1層分だけ下げ再び同様の操作を行い前後に形成された硬化 層を合体させることを多層に亘つて繰り返して硬化榭脂によりサーフボード等物品を 造形して製造することを特徴として 、る。
[0016] さらに、前記サーフボード等物品の形状データに、造形過程におけるサーフボード 等物品の安定を図るために取り付けるサポートの形状データを付加しておき、前記 2 つの形状データ力 それぞれの切断面の面データを抽出して、同時に又は連続して 光線を照射することによりサーフボード等物品本体及びサポートを同時進行的に形 成するようにしても良い。
発明の効果
[0017] 本願発明は上記の構成を採ることにより、以下に記する顕著な効果を奏する。
サーフボード等物品（以下、さらに「ボード」と略称する。）を中空構造とし、かつ外殻 の内部空間の隔壁とから区画空間を形成し、さらに外殻と隔壁を一体に形成してい るため、従来の中実の団塊力 削り出して製造するボードや別構成で外殻の表皮部 材と内部に補強リブを配設して組み合わせた従来の中空構造に比べてより軽量に成 形することができる。カロえて、より保形力があって強度、弾性、及びじん性に優れたボ ードを形成することができる。
[0018] また、隔壁は長手方向へ沿って配置することに限定するものではなぐ長手方向と 交差する横方向にも隔壁を配置して、格子状 (矩形区画)や斜め交差状 (菱形区画） 、さらにはハ-カム状、などの適宜の配置形態に構成することにより、よりボードの強 度、特に部位毎の強度を考慮した設計を行うことができる。すなわち、設計の自由度 を格段に向上させることができるという顕著な効果を有するものである。
[0019] さらに、区画空間に加圧ガス体を封入することにより軽量ながらも外殻の表面強度 を上げることができる。このことは、各部位に生じる個々の浮力を区々に設定できるこ とを意味し、その結果、各部位の浮力の合力となるボードの浮力の中心位置やボー ドのバランス位置を自由に設定することができる。また、区画空間は加圧の他、強度 が許す限り減圧しても良い。
このように高度な設計の自由度の獲得は、ボード使用者 (ユーザー）の能力に適し た、又はユーザー好みに合った挙動を示すボードの要求に容易かつ迅速に対応で きることを意味する。
[0020] 次に、各区画空間を構成する隔壁には、通気孔を適宜の位置にかつ適宜の形状 で形成しているため、区画空間の容積を適宜に設定することができる。そして、必要 により各区画空間には充填弁と圧力調整弁を配設するため、内部圧力の調節と外気 温の上昇による過剰内圧を開放して膨張破壊を回避することができる。特に、この種 のボードは海上や浜辺で使用されるものであるため直射日光による温度上昇が大き いため、力かる弁の配設は必須なものである。
[0021] 力かる製造方法においては、予めコンピュータ等に 3次元データとして格納してお V、たボードの形状データを基に、光硬化榭脂液へボードの所望位置の切断面形を 象った面データを抽出し、この面データに合せた領域に光線を照射して層状の固形 片を形成し、その後、テーブルを次の形成層の厚さだけ下降させる回分操作により、 順次次の層へ固形片を積み上げて一体化させるボードを形作って行く製造方法 (以 下、「積層造形」）を採っているため、同一形態で同一挙動を呈するボードを短時間 で大量に形成することができる。また、逆に、適宜の形態の修正もコンピュータ上でデ ータの修正を行うことで容易に変更することができ、容易簡単に個性のあるボードを 製造できること〖こなる。
また、外殻と隔壁は、同一材質で形成過程で一体化しているため、別個に形成した 部材を接着取り付けを行うことによる強度不均衡を回避することができ、ボードの耐久 性を格段に高めることができる。
さらに、光効果榭脂による積層造形を行っているためサーフボード等物品の本体形 成と同時並行的に転倒防止用のサポートを形成することができ、サーフボード等物品 の本体の安定保持の段取りを同時に行うことができる効果もある。 発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下に、本発明の実施の最良の実施形態を図面にしたがって説明する。ここで、以 下の説明は、サーフボードについて適用した場合のものである。
本実施の形態に係るサーフボードは、 3次元 CAD上で入力されたサーフボードの 形状データ（ワイヤーフレーム他）を用いて、サーフボードの長手方向末端部の底部 力 液状の光硬化性榭脂を 1層ずつ硬化させつつ積層して行ぐいわゆる 3次元積 層造形法により形成される。サーフボードを断面ごとに連続的に形成し、長手方向に 貫通した空間の間にこれらの空間を相互に連通する通気孔が設けられた隔壁を介 在させた中空構造として形成される。
[0023] 具体的な造形工程は、隔壁を設けたサーフボードのスライス断面データに、サーフ ボードの転倒防止用のサポートを形成するためのサポートデータを付カ卩して力卩ェデ ータを作成し、レーザ走査速度、出力、リコーティング回数、オフセット量、収縮率な どの各種の 3次元積層成形機器のパラメータを設定する。上記サポートに関しては、 サーフボード長手方向末端部の底部から積層していくので、積層工程途中でサーフ ボード本体が倒れることの無 、ように、 3本から 6本のサポートがサーフボード本体の 成形とともに同時並行的に形成されるようにサポートデータをスライス断面データ（面 データ）に付加してある。
[0024] 図 1及び図 2は、本実施に力かるサーフボードの製造過程を示すものである。
まず、図 1に示すように、第 1層目を硬化させるベぐプラットフォーム (テーブル） 1を 0. 1〜0. 2mmの硬化厚さだけ下げ、液状の光硬化性榭脂をテーブル 1上にほぼ均 一に供給し、所定厚みの未硬化の榭脂層を形成させる。次いで、上記スライス断面 データ及びサポートデータに基づいてレーザ光照射部 2からレーザ光 Lをその強度 を調整して榭脂表面にレーザ光 Lを走査させながら照射して光硬化性榭脂層を硬化 させる。この操作により第 1層目の硬化層が形成されて光照射された部分の榭脂が 薄く固まって断面データに対応した硬化榭脂層（サーフボード部硬化榭脂層 3、サボ ート部硬化榭脂層 4)が形成される。
[0025] サーフボード部硬化榭脂層 3の初層には順次成形されるサーフボード部の内側空 間に入り込んだ未硬化榭脂を外に排出するための孔 3aが 2個形成される。この孔 3a は後述する充填用弁 24、リリーフ弁 25を取り付ける取付孔を形成するための下穴と して利用される。なお、前記孔 3aを多層に亘つて形成することにより孔 3aは内部空間 に連通する貫通孔となる。
[0026] この照射終了後テーブル 1を 1層分だけ下げ、再び同様の操作を行うことを繰り返し て榭脂層を形成して、第 1層の上力 同様にレーザ光 Lを走査して照射し第 2層目を 形成する。第 2層目の照射エネルギーは第 2層目を積層厚み分だけ硬化させるため のエネルギーより若干大きくすることにより、第 2層と第 1層の層間でィ匕学反応を起こ させて両者を強固に接着させ、均質な硬化層として積層させる。
[0027] この操作を多層（n層）に亘つて繰り返すことにより n層（サーフボード長手方向末端 部の先端側)まで積層させる（図 2に完成途中の状態を示す。 )0図 2中の二点鎖線 で示した部分 Jはサーフボード本体を途中まで成形した際の光硬化樹脂の榭脂面を 示すものである。全層の硬化が終了したら、テーブル (プラットフォーム） 1を最上段ま で引き上げ造形されたモデル (サーフボード部）を取り出し、内部空間に連通した前 記孔 3aから内部空間内に残留する未硬化榭脂を排出し、洗浄後に全体的な再処理 を行うポストキュア装置で最終的に硬化させ、この後不要なサポートを取り除き、表面 研磨し仕上げる。
[0028] サーフボードの 3次元データ (スライス断面データ）は基本となる外形 ·内部構造の 形状をベースとし、設計者が使用者への適正を検討し、変更を行うことができる。
[0029] 本実施の形態に係るサーフボードの製造方法により製造されたサーフボードを、図 3〜図 8に示す。
本実施の形態に係るサーフボードは、偏平紡錘状の外形形状を有する外殻 10g, 20g, 30g, 40gの内部空間に中央基準線に沿って隔壁 10a, 20a, 20bが少なくと も 1本形成され、隔壁 20a, 20bには隔壁で隔てられた内部空間を相互に連通する 通気孔 20c, 30c, 30dが複数形成されて、中空構造をなしている。
[0030] 例えば、設計変更事項としての隔壁の数としては、横手方向中心を通り長手方向 に伸びる線を基準線とし、片側 1本から 5本の間で左右対称に成型する。図 3に示す サーフボード 10では左右に 2本ずつの隔壁 10aが合計 4個配置され、図 4及び図 5 に示すサーフボード 20では横手方向中心を長手方向に部分に通る 1個の隔壁 20a が形成され、この隔壁の左右に 1本の隔壁 20bが配置されている。
隔壁数は隔壁が中心基準線に位置に配置された場合の 1本のものが最小であり、 最大の隔壁数はサーフボードの形状や重量その他の特性値を考慮して妥当な数に 設定される。
[0031] 隔壁の形状はサーフボードの長手方向全体に形成した例を示したが、長手方向に 沿った一部分で部分的に隔壁が無いいわゆる不連続形状であっても良い。特に、長 手方向中間部では当該部分の弾性を向上させるために隔壁を欠損させることが考え られる。
[0032] 設計変更事項としての隔壁の厚みとしては、 0. 5mmから 5mm (好ましくは 0. 5m m)の間で設定される。設計変更事項として、隔壁には 1〜50個の通気孔が設けられ る。図 4及び図 5に示すサーフボード 20では各隔壁 20a, 20bに、それぞれ 5つの通 気孔 20cが貫通形成されている。図 6のサーフボード 30では、大小の通気孔合計 16 個の通気孔が形成されて！、る。
[0033] 設計変更事項としての通気孔の直径は、最大値が隔壁高さ、最小値が 3mmとする 。更に好ましくは、通気孔の直径寸法は、弾性を付与すべき弾性設定部 (サーフボー ド中間部付近）においては、隔壁高さ、弾性を付与することが不要な弾性不要部 (サ ーフボードの先端部付近、底部末端部付近)では 3mmにする。また、更に、弾性変 形が必要とされる長手方向中心付近では通気孔形状を楕円形とすることが好ましい 。図 6に示すサーフボード 30では隔壁 30aに形成された複数の通気孔 30c、 30dに おいては、通気孔 30dがほぼ円形に形成されているのに対して通気孔 30cは長孔（ 楕円孔）に形成されている。
[0034] 通気孔の直径の最小値につ!、ては、通気の機能を十分持ち、現在の 3次元積層造 形法にお 、て成型可能な最小値 0. 1mmを考慮して通気孔形成にぉ 、て構造的欠 陥となる不連続面を発生させない常識的な大きさとした。
設計変更事項として外殻の構造特徴としては、 0. 5mmから 5mmの間で厚み分布 を持たせたものが採用され、弾性変形を必要とされるサーフボードの長手方向中心 付近においてはその他の部分である長手方向両端部付近より薄く成型することが好 ましい。外殻の厚みの最大値 5mmは長手方向両端部に設ける。これは、経験上、サ ーフボードの長手方向両端部は、特に運搬中などに不意の事故により破損しやすい ので、 5mm以内でかつ重量的に影響が大きくならない厚みとするためである。外殻 の厚みの最小値の 0. 5mmは現在の 3次元積層造形法においての成型最小値から 不連続面を発生させない範囲で決めたものであり、上記範囲内の適宜の寸法値が採 用される。図 7のサーフボード 40ではサーフボードの長手方向中心付近には薄肉部 40aが形成され、長手方向両端部付近には厚肉部 40bがそれぞれ形成されている。 [0035] 前記隔壁と外殻の接続箇所については、応力集中を防ぐために半径 0. 5〜： Lmm (好ましくは 0. 5mm)の間で角丸めを行って不連続面が形成されない構造となって いる（図 5参照）。角丸めの数値範囲については、不連続面を無くせ、現在の 3次元 積層造形法にぉ 、ての成型最小値 0. lmm力 接続箇所にぉ 、て構造的欠陥とな る不連続面を発生させない常識的な大きさとした。なお、曲率半径が大きくなると造 形体積は増カロし重量増加を招くので、軽量ィ匕などの要請を満たす寸法に設定する。
[0036] 図 5に示すように、サーフボード本体 20の底面にはスケッグ（フィン） 22を任意数量 、形状にて形成されている。スケッグはサーフボード本体に一体に成形しても別部品 を取り付けるものであってもよ 、。
成型する榭脂として CMET株式会社製の HS - 680として販売されて ヽる榭脂を 例に挙げ、数値的根拠を下記に示す。なお、各数値の最小値について、外殻につい て人間の体重を片足裏の面積で保持できる強度と定義する。通常両足がサーフボー ド上に設置しているのが好ましい状態である力 使用中のトラブルにより片足のみ接 地した状態を仮定したものである。
[0037] すなわち、上記 HS— 680の物性値である、公称曲げ強度： 100MpaZcm2に対し 、足裏設置面積 (片足）： 150cm2、体重: 65kgf (出願者本人数値 (実測)）とすると、 単位面積のサーフボードに対する体重荷重（曲げ応力）は 65/150 = 0. 43kgf/c m2 = 0. 0421MpaZcm2となる。
よって公称曲げ強度と使用者の体重による荷重の関係は、公称曲げ強度： ΙΟΟΜρ aZcm2〉サーフボードに対する体重荷重： 0. 0421MpaZcm2となり、サーフボード の使用においては材料物性値が大幅に勝っており、現在の 3次元積層造形法にお いての成型最小値 0. lmmから不連続面を発生させない 0. 5mmを各数値の最小 値とする。ちなみに最小値を採用した場合には、サーフボード全体の最軽量値となる
[0038] また、計算上は隔壁を設置しなくとも形状保持し、機能することが可能であるが、サ ーフボードにおいて使用中は左右対称に変形することが求められているので、隔壁 は中心基準線に位置する場合の最小でも 1本を形成することとした。これは、隔壁が 全く無い状態では、弾性が不要な箇所 (先端部、底部末端部）においても変形が起こ つてしまうからである。し力も変形箇所が横手方向中心部に集中してしまうため、隔壁 の数量、厚み、通気孔の形状'個数などの設定により任意変形箇所を設定することに なる。
[0039] 図 3に示すように、サーフボード 10にはフィン 12が設けられている。フィン 12につい ては、サーフボード本体を上述の方法で成型する時に一体構造として成形すること ができる。さらに、一体に形成せずに、現在多く普及している FCS (フィンコントロール システム）フィンなどの他の取り付け方法も選択することができる。ここで、 FCSシステ ムとは、フィンのサーフボード本体への固定構造に取り外し機能や調整機能を持た せたシステムのことを！、う。
[0040] 図 8に示すように、フィンの 12取付方法としては光硬化榭脂成型時に、サーフボー ド本体 10にフィン 12を一体的に造形せず、 FCS取付部品 13より 3mm程度大きい円 柱状の窪み部 14を形成する。サーフボード本体 10の成型が終了した後に、当該窪 み部 14に FCS取付部品 13を挿入してセットし、隙間に光硬化榭脂を充填して硬化 させ固定'取付を行う。 FCS取付部品 13に形成されたフィン取付孔 13aにフィン 12を 着脱自在に長手方向位置などを調整自在に挿入して取り付ける。なお、 FCS取付部 品 13のフィン取付孔 13aに取り付けるフィンの形状や数量については現在多数の種 類が存在しており、現在のサーフボード同様に多種多様の選択ができる。
[0041] 本実施の形態に係るサーフボードでは、上述した成型方法により形成された外殻 や隔壁により形作られた中空構造内にヘリウムガスを充填するようにしている。
[0042] これは、ヘリウムガスは比重が 0. 14と空気に比べて約 7分の 1であり、大気中では ヘリウムガス体積分の浮力を持つこととなるので、ヘリウムガスを充填したサーフボー ドはサーフボード体積分の浮力を持ち、結果としてサーフボードの重量を軽減させる ことができるカゝらである。
出願者が所有するサーフボードは、長手方向長さ： 6. 1フィート（185. 42cm)、横 手方向幅： 18. 375インチ（46. 67cm)、厚み最大値： 2. 1875インチ（5. 56cm) につ 、て計算に基づ!/、て軽量化につ 、て検証する。サーフボードの大きさは一般的 に上記 3種 (長さ ·幅 ·厚さ）の数字で公称大きさを示して 、るが、サーフボードは複数 の三次元曲線カゝら構成されており、上記公称数値が同一でも、メーカー '製作者によ つて大きく体積変動がある。出願者が所有するサーフボード体積： 26096cm3 (実測 )である。
[0043] ヘリウムガス 1モル質量： He=4g、空気 1モル質量： 29であるから、ヘリウム 1モル は空気中にぉ ヽて、 29— 4 = 25gの浮力を持つ。 lmol= 24. 51、 26096cm3 = 26 11、 2611= 10. 653molであり、よって浮力は、 10. 653 X 25 = 266. 325gとなる。
[0044] すなわち、出願者が所有しているサーフボードを上記構造にした場合、 266. 325 gの軽量ィ匕が可能となることになる。ここでいう軽量ィ匕はヘリウムの鉛直上向きの力（ 浮力）とサーフボード本体の鉛直方向下向きの重力との差分を指す。空気'その他気 体を充填したものでもサーフボードとしての機能は持つ力 ヘリウム充填に比べ重量 は大きくなる。
[0045] なお、隔壁体積にっ 、ては、 3次元的な曲線で外形を形作って 、るサーフボード体 積実測時の誤差範囲とし、浮力計算に反映させないものとした。
充填圧力は、最小として大気圧 (ガスの置換)、最大として 0. 3Mpaとし、軽量度- 強度'反発力を使用者に適応できることとする。大気圧での充填 (置換)が最も軽量と なる。
[0046] 本実施の形態に係るサーフボードでは、図 4に示すように、サーフボード 20の長手 方向底部には、充填用弁 (逆止弁） 24と、気温の変化による内部気体の体積変化に よってサーフボード 20の膨張、収縮を防ぐために、異常圧 (高圧'低圧)発生の際に 圧力調整を行うリリーフ弁 (安全弁) 25とが設けられている。
[0047] 例えば、充填用バルブとして IBS株式会社製の SC6逆止弁を例に挙げる。リリーフ 弁として山本産業株式会社製 E292型リリーフ弁を挙げる。
使用環境が海水でありかつ軽量度を求められるため逆止弁、安全弁に使用される 本体 ·弁体'スプリングは PTFE等の榭脂製であることが好ましい。また、金属を使用 する場合は耐腐食金属（SUS316、 316L他）を使用することが好ましい。前記 SC6 逆止弁について構成部品は全て榭脂製であり、 E292安全弁について弁ハウジング は SUS316製である。
[0048] 逆止弁 24及びリリーフ弁 25のサーフボード 20への取付 ·接続方法は、各弁側の口 径サイズのメスネジをサーフボード 20の長手方向底部に形成し、当該メスネジに榭 脂製-ップルを螺合して接続する。
[0049] 現在市販されている安全弁は設定圧力調整機能が付いた複雑な形状'構造のもの であるが、スプリングレート変更によって作動設定圧力を決める簡素な構造部品であ つてもよい。なお、充填'リリーフの両機能を共有する弁であれば独立の機能を有す る 2つの弁を設ける必要はなく両機能を有する兼用 1つの弁を用いることができる。
[0050] 以上説明したように、前述の従来技術では外形の検討のみであって、使用者に弹 性度、軽量度の選択は不可能であった力 本実施の形態ではサーフボード 20の製 造に当たって上述の各種の設計変更事項を変更することができる構造であるので、 内部構造については、使用者の技量、使用目的に応じて設計思想を変化させる事 ができ、隔壁'外殻の厚み、通気孔の大きさ '位置，形状、内部ヘリウムガス充填圧力 を検討することにより、全く同じ外形でも様々な特徴'特性を持つサーフボード等物品 を製作することができる。
[0051] 設計の任意設定項目としては、隔壁の厚みについては、厚くすると強度重視、薄く すると軽量，弾性重視となり、外殻の厚みについては、厚くすると強度重視、薄くする と軽量 '弾性重視となり、外形に対する外殻'隔壁の厚み分布については、薄い部分 は弾性重視、厚い部分は強度重視となり、通気孔の大きさについては、小さくすると 強度重視、大きくすると軽量 '弾性重視となり、通気孔の位置については、任意位置 の弾性設定が可能となり、内部ヘリウムガス充填圧力については、大気圧で最軽量、 高圧にすると強度重視となる。
[0052] また、設計変更事項を変更することにより、初心者向の内部構造として、外殻'隔壁 は厚みを持たせ、かつ数を増やし、最小限の通気孔のみを設けることにより高強度な サーフボードを製作することができる。上級者用 ·競技用向の内部構造として、外殻' 隔壁を薄くし、かつ数を減らし、通気孔の形状を大きくすることにより、軽量、高弾性 のサーフボードを製作することができる。外形においての初心者'上級者への適正形 状は現在十分確立されておりここでは詳述せずに割愛する。
[0053] 現在 3次元積層造形法にて使用される光硬化榭脂は透明もしくは乳白色であるの で、サーフボード本体が透明であるゆえに海水中観察も可能になるという利点もある 。なお、現在サーフボード等物品に透明な異材質製力もなる覼き窓を設け、覼き窓か ら海中観察を可能にすることを意図した特許出願などもあるが、構造上、材質上の多 くの解決すべき問題があり、実用化されている例はない。本実施の形態に係るサーフ ボードでは、異なる材質の部品などを設けることなぐ強度的、構造的に弱点を作るこ となく海中観察が可能な構造となっている。
[0054] 水中観察を考慮しない場合においては、現在 3次元積層造形法にて使用される光 硬化榭脂は透明若しくは乳白色の榭脂であるので、紫外線により造形硬化後の榭脂 が劣化するおそれがある。したがって、紫外線を遮断するための塗装を施す力もしく は耐紫外線機能を有する榭脂を使用することが好ましい。
[0055] 上記実施の形態では、サーフィンに使用するサーフボードを例に説明したが、サー フボードと機能が類似する水上浮遊物品例えば浮子、ボディボード、ウェイクボード、 ウィンドサーフボード、ブイ、浮き輪などのようなサーフボード等物品の製造や構造に 適用することができる。
他の実施例
[0056] 本願発明にかかる技術的思想は、上記した実施例として実現する他に、以下に示 す実施形態を採ることも可能である。
図 9から図 11に表示にしたがって他の実施例を説明する。
図 9は、積層造形過程において図 2に表したボード全体を保持するサポート 4が立 ち上がって本体と一体ィ匕するまで間、初期状態の積層造形体を安定保持するための ベースサポート 5を示したものである。このベースサポート 5は上記したサポート 4と同 様に面データとして本体の断面形の面データと共に光照射して同時進行的に形成し て行くものである。このベースサポート 5は、製品にとって不要なものであり、成形後に は削除されるものである。そのため、その構造は、切削または折り取り可能な構造、例 えば、いわゆるサシャ構造やメッシュ構造、中空構造、又はウェハー構造、等で形成 することが好ましい。
[0057] 次に、図 10に示す形態は、図 4に示す隔壁を外殻の内部空間に長手方向のみに 配置した場合とは異なり、横方向にも配置して格子状にした例を示したものである。こ れにより、ボード 20の長手方向を分割した区画空間を形成している。この格子空間 は通気孔 20cの配置によって密閉状態の区画空間を適宜の容積で、所望の位置に 形成することができる。この区画空間に不活性ガスや空気の充填による加圧、又は排 気減圧をすることにより、外殻の内部空間の区々の位置において個別的に異なる圧 力に設定を可能とし、部位毎の強度設定や浮力設定を可能としている。また、図 11 に示すように、区画空間を密閉状態としているため、外気温の著しい変化による内部 空間の圧力変化を考慮して、各区画空間毎に対応した外殻の表面には、充填や圧 カリリースを兼ねた調節弁 23を取り付けている。これにより耐圧超過による膨張破壊 を回避させている。
産業上の利用性
[0058] 上記開示した本願発明のサーフボード等物品及びその製造方法は、今までの中空 構造のサーフボードでは実現できなかった、同一形態で同一挙動を呈するサーフボ ードを短時間で大量に形成することと、これとは逆に、ユーザーの好みや能力を考慮 した固有性のあるサーフボードを広い自由度をもって設計し、かっこれを簡単容易に 製造すると言う、本来、二律背反と考えられる要求を実現させるものであり、産業上の 利用性を十分備えるものであると自負するものである。
図面の簡単な説明
[0059] [図 1]本発明の実施例にカゝかるテーブルの設定を示す斜視図である。
[図 2]本発明の実施例に力かる製造過程を示す斜視図である。
[図 3]本発明の実施例に力かるサーフボードを示す平面図と側面図である。
[図 4]本発明の実施例に力かるサーフボードの内部構造を示す斜面図である。
[図 5]本発明の実施例に力かるサーフボードの横断面を示す断面図である。
[図 6]本発明の実施例に力かる隔壁を示す平面図である。
[図 7]本発明の実施例に力かるサーフボードを示す平面図と側面図である。
[図 8]本発明の実施例に力かるフィンの取り付け状態を示す組み立て斜視図である。
[図 9]本発明の他の実施例にカゝかる製造過程を初期状態を示す斜視図である。
[図 10]本発明の他の実施例に力かるサーフボードの内部構造を示す斜面図である。
[図 11]本発明の他の実施例に力かるサーフボードの横断面を示す断面図である。 符号の説明
[0060] 1 プラットフォーム（テープノレ） レーザ光照射部
サーフボード部硬化榭脂層a 孔
サポート部硬化榭脂層 ベースサポート
0, 20, 30, 40 サーフボード0a, 20a, 20b 隔壁
0c, 30c, 30d 通気孔0g, 20g, 30g， 40g 外殻0a 薄肉部
0b 厚肉部
レーザ光

Claims

請求の範囲
[1] サーフボード本体の外形形状を形作る中空の外殻と、当該外殻の内部空間に対向 する内面を連結させるように配置した隔壁と、該隔壁と外殻の内面とで区画して密閉 状態とした区画空間と、該区画空間の隣接空間どうしを適宜に連通するように上記隔 壁に開設した通気孔と、力 なることを特徴としたサーフボード等物品。
[2] サーフボード本体の外形形状を形作る外殻と、当該外殻に囲まれた内部空間にサ ーフボード本体の長手方向に沿って配置された隔壁と、当該隔壁に形成されて隔壁 で隔てられた区画空間を連通する通気孔とを備えたことを特徴とするサーフボード等 物品。
[3] 外殻と隔壁とを一体にして形成したことを特徴とする請求項 1、又は 2記載のサーフ ボード等物品。
[4] 外殻と隔壁とを同時成形して一体化させたことを特徴とする請求項 3記載のサーフ ボード等物品。
[5] 区画空間にヘリウム、窒素、などの不活性ガス、又は空気等の気体を適宜の圧力 で充填させたことを特徴とする請求項 1、 2、 3、又は 4記載のサーフボード等物品。
[6] 区画空間内を加圧又は減圧することにより、外殻の内部空間の区々の位置におい て個別的に異なる圧力に設定したことを特徴とする請求項 5記載のサーフボード等 物品。
[7] 前記内部空間及び (又は）区画空間内に気体を充填するための充填弁と、充填され た気体の圧力可変に応じて気体をリリーフさせる圧力調整弁とを備えたことを特徴と する請求項 5、又は 6記載のサーフボード等物品。
[8] 前記外殻の厚さにおいて、長手方向の中央部付近を先端部付近より薄く形成したこ とを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 5、 6、又は 7記載のサーフボード等物品。
[9] 水平面を保って昇降移動するテーブル上に、所定深さで未硬化状態の光硬化性 榭脂液を略均一に供給した後、
サーフボード等物品の立体形状を構成する 3次元の形状データから抽出した所定 端部における仮想切断面形を表す 2次元の面データに基づいて上記光硬化性榭脂 液の液面上にレーザ光、紫外線、又は可視光線などの光線を照射し、 この照射域の榭脂を硬化させて上記面データを象った所定厚さの第 1層目の固形 片を成形し、
次に、所定の深さだけテーブルを降下させて、第 1層成形片の上面に未硬化の光 硬化性榭脂液をほぼ均一に供給して上記第 1層目の固形片を構成した仮想切断面 に並行隣接した仮想切断面の面データに基づいた光線を照射して第 2層目の固形 片を第 1層目の固形片に連続させてかつ一体となるように硬化形成し、
以後、当該回分操作を終端部の第 n層目まで順次繰り返して積層造形によって一体 化させて行くことによりサーフボード等物品を造形することを特徴としたサーフボード 等物品の製造方法。
[10] テーブル上に光硬化性榭脂をほぼ均一に供給し、サーフボード等物品の形状デ ータに基づいてサーフボード等物品の長手方向に対してほぼ直交する仮想面で切 断した形状の形状データを抽出して、当該抽出形状データに応じてレーザ光などの 光線を前記光硬化性榭脂に照射して所定の厚みの榭脂層を形成させ、この照射終 了後テーブルを 1層分だけ下げ再び同様の操作を行い前後に形成された硬化層を 合体させることを多層に亘つて繰り返して硬化榭脂によりサーフボード等物品を造形 して製造するサーフボード等物品の製造方法。
[11] 前記サーフボード等物品の形状データに、造形過程におけるサーフボード等物品 の安定を図るために取り付けるサポートの形状データを付加しておき、前記 2つの形 状データ力 それぞれの切断面の面データを抽出して、同時に又は連続して光線を 照射することによりサーフボード本体及びサポートを同時進行的に形成することを特 徴とする請求項 9記載のサーフボード等物品の製造方法。
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