WO2019235545A1 - 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ - Google Patents

多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ Download PDF

Info

Publication number
WO2019235545A1
WO2019235545A1 PCT/JP2019/022420 JP2019022420W WO2019235545A1 WO 2019235545 A1 WO2019235545 A1 WO 2019235545A1 JP 2019022420 W JP2019022420 W JP 2019022420W WO 2019235545 A1 WO2019235545 A1 WO 2019235545A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
porous structure
bone
portions
skeleton
annular
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/022420
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
江部 一成
平田 豊
飯塚 誠
大一 板橋
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ブリヂストン filed Critical 株式会社ブリヂストン
Priority to JP2020523158A priority Critical patent/JP7225226B2/ja
Publication of WO2019235545A1 publication Critical patent/WO2019235545A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/70Upholstery springs ; Upholstery
    • B60N2/7017Upholstery springs ; Upholstery characterised by the manufacturing process; manufacturing upholstery or upholstery springs not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C27/00Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas
    • A47C27/14Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with foamed material inlays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a porous structure, a method for manufacturing a porous structure, and 3D modeling data.
  • the present application is based on the priority based on Japanese Patent Application No. 2018-108119 filed in Japan on June 5, 2018, and the priority on Japanese Patent Application No. 2018-226832 filed in Japan on December 3, 2018. , which is incorporated herein by reference in its entirety.
  • a porous structure having cushioning properties for example, urethane foam
  • a foaming process by a chemical reaction in, for example, mold molding (for example, Patent Document 1).
  • the present invention provides a porous structure, a method for manufacturing a porous structure, and data for 3D modeling, which can easily manufacture a porous structure with cushioning properties by a 3D printer. Objective.
  • the porous structure of the present invention is A porous structure composed of a flexible resin or rubber, It has cell holes with a diameter of 5 mm or more.
  • the method for producing the porous structure of the present invention comprises: The above-mentioned porous structure is manufactured using a 3D printer.
  • the 3D modeling data of the present invention is 3D modeling data read by the control unit of the 3D printer when the modeling unit of the 3D printer performs modeling,
  • the said control part is comprised so that the said modeling part may model the above-mentioned porous structure.
  • the porous structure which can manufacture a cushioning porous structure easily with a 3D printer, the manufacturing method of a porous structure, and the data for 3D modeling are provided. be able to.
  • FIG. 5 is a plan view showing a state when a part of the porous structure according to the embodiment of the present invention is viewed from the direction of arrow C in FIGS. 2 to 4;
  • FIG. 5 is a side view showing the state of the porous structure of FIG. 1 when viewed from the direction of arrow A in FIGS. 1, 3, and 4.
  • It is a perspective view which shows a mode when the porous structure of FIG. 1 is seen from the direction of the arrow D of FIG.1, FIG.2, FIG.4.
  • It is a perspective view which shows a mode when the unit part of the porous structure of FIG.
  • FIG. 1 is seen from the direction of D arrow of FIG.1, FIG.2, FIG.4. It is a perspective view which shows a mode when a part of unit part of the porous structure of FIG. 5 is expanded and seen. It is a perspective view which shows a mode when the unit part of the porous structure of FIG. 5 is seen from the direction of the arrow E of FIG. 7. It is the same drawing as FIG. 7, and only a part code
  • FIG. 11A is a perspective view showing a bone part of the porous structure of FIG. 1 in a state where no external force is applied
  • FIG. 11B is a diagram of FIG. 11A in a state where an external force is applied. It is a perspective view which shows the bone part.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 for explaining a porous structure according to a first modification of the present invention.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 for explaining a porous structure according to a second modification of the present invention.
  • FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 for explaining a porous structure according to a third modification of the present invention.
  • It is a perspective view showing a vehicular seat pad provided with a porous structure concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 (a) is a cross-sectional view showing an example of a cushion pad portion of a vehicle seat pad made of a porous structure according to an embodiment of the present invention by a cross section taken along line GG of FIG.
  • FIG. 18B is a cross-sectional view showing an example of a back pad portion of a vehicle seat pad made of a porous structure according to an embodiment of the present invention by a cross section taken along the line HH of FIG. It is.
  • the porous structure of the present invention and the porous structure manufactured using the porous structure of the present invention or the 3D modeling data are preferably used for a cushioning material and are used for sitting. It is more preferable to be used for a cushion material (such as a seat pad), and it is more preferable to be used for a vehicle seat pad.
  • FIGS. 1 to 10 and FIGS. 12 to 14 in order to facilitate understanding of the orientation of the porous structure, the orientation of the XYZ orthogonal coordinate system fixed to the porous structure of each example is displayed. ing.
  • FIG. 1 is a plan view of a certain surface of the portion of the porous structure 1, that is, the portion of the porous structure 1 is moved in the direction of the arrow C ( ⁇ X in FIG. 2 to FIG. 4). From the direction).
  • FIG. 2 is a plan view of the right side surface in FIG. 1 of the portion of the porous structure 1, that is, the portion of the porous structure 1 is shown in FIG. Watched from the direction of the arrow (-Y direction).
  • FIG. 3 is an oblique view of the same surface as that of FIG.
  • FIGS. 1, 2, and 4 show the surface of the porous structure 1 opposite to that in FIGS. 1 and 3 obliquely from above, that is, the portion of the porous structure 1 is shown in FIGS. Looking from the direction of the arrow B.
  • first to third modifications shown in FIGS. 12 to 14 and modifications not shown are also described.
  • Each example of the porous structure 1 described in the present specification is formed by a 3D printer.
  • a 3D printer By producing a porous structure using a 3D printer, the production is simplified and a desired configuration can be obtained as compared with a case where a foaming process is performed by a chemical reaction as in the prior art.
  • the degree of freedom in designing the cell structure of the porous structure can be greatly expanded, it is possible to meet a wider range of required characteristics.
  • the 3D printer technology can be realized in a short time and at a low cost in the future due to the technical advancement of the 3D printer in the future.
  • the porous structure 1 is made of flexible resin or rubber.
  • the porous structure 1 includes a skeleton part 2 that forms the skeleton of the porous structure 1 and a large number of cell holes C partitioned by the skeleton part 2.
  • the skeleton 2 exists over the entire porous structure 1 and is made of a flexible resin or rubber.
  • portions of the porous structure 1 other than the skeleton portion 2 are voids.
  • the “flexible resin” refers to a resin that can be deformed when an external force is applied.
  • an elastomeric resin is preferable, polyurethane is more preferable, and soft polyurethane is used.
  • the rubber include natural rubber or synthetic rubber.
  • the porous structure 1 is made of a flexible resin or rubber, it can be compressed and restored according to the addition / release of an external force, and can have cushioning properties.
  • the porous structure 1 is more preferably configured from a flexible resin than from a rubber. .
  • the porous structure 1 in the example of each figure has a configuration in which a plurality of unit portions U each forming a cube are integrally connected in the X, Y, and Z directions.
  • the portion shown in FIGS. 1 to 4 of the porous structure 1 includes three pieces in the Z direction, three pieces in the Y direction, and two pieces in the X direction. It consists of 18 unit parts U.
  • the structure, size, and direction of each unit portion U that constitutes the porous structure 1 are the same.
  • only one unit portion U is colored with a darker gray color than the other unit portions U, and in FIGS. 1 and 2, it is further colored with a dark gray color.
  • the outer edge of the unit portion U is indicated by a dotted line.
  • the outer edge (outer contour) of each unit portion U of the porous structure 1 forms a cube as in the examples of FIGS. 1 to 10, it is possible to obtain mechanical characteristics that are equal in the respective directions of XYZ.
  • the outer edge (outer outline) of the unit part U may have a rectangular parallelepiped other than a cube or other shapes.
  • the structure and / or dimension of each unit part U which comprises the porous structure 1 may not be completely the same, and may differ little by little.
  • each unit portion U of the porous structure 1 forms a rectangular parallelepiped other than a cube
  • intentional anisotropy can be obtained as a function of the porous structure 1.
  • the outer edge (outer contour) of each unit portion U is a rectangular parallelepiped other than a cube, so that it is soft in, for example, the Z direction (the direction in which a person sits). It is possible to improve the ride comfort.
  • FIG. 5 to 10 show one unit portion U in the porous structure 1 of FIGS. 1 to 4 alone.
  • FIG. 5 shows the unit portion U viewed from substantially the same direction as FIG. 3, that is, the unit portion U viewed from the direction of the arrow D in FIGS.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a part of FIG. 7 and FIG. 8 are the same drawings, and the portion of the unit portion U on the same side as FIG. 5 is viewed from below, that is, the unit portion U is viewed from the direction of the arrow E in FIGS. I'm watching. 7 and 8 differ only in that different broken lines and chain lines are attached for the sake of easy viewing.
  • 9 and 10 are the same drawings, and the portion of the unit portion U opposite to that of FIG.
  • FIG. 5 is viewed from above, that is, the unit portion U is viewed from the direction of the arrow F in FIGS. I'm watching.
  • FIG. 9 and FIG. 10 differ only in that different broken lines and chain lines are provided for easy viewing of the drawings.
  • the arrows A, B, and C in FIGS. 1 to 4 are also shown in FIGS. 5 and 7 to 10.
  • the skeleton part 2 of the porous structure 1 is composed of a plurality of bone parts 2B and a plurality of connecting parts 2J.
  • the whole is constructed integrally.
  • each bone part 2B is each configured in a columnar shape, and in this example, each bone portion 2B extends linearly.
  • Each of the connecting portions 2J is a portion where the end portions 2Be in the extending direction of a plurality (two to six in the illustrated example) of the bone portions 2B extending in different directions are adjacent to each other. The end portions 2Be are joined to each other.
  • a skeleton line O of the skeleton part 2 is shown in a part of the porous structure 1.
  • the skeleton line O of the skeleton part 2 includes a skeleton line O of each bone part 2B and a skeleton line O of each joint part 2J.
  • the skeleton line O of the bone part 2B is a central axis line of the bone part 2B, and includes a central axis line of the bone fixed part 2B1 and a central axis line of the bone changing part 2B2.
  • the skeleton line O of the joint portion 2J is an extended line portion that is formed by smoothly extending the central axes of the bone portions 2B joined to the joint portion 2J into the joint portion 2J and connecting them together.
  • the central axis of the bone part 2B is a line formed by connecting the gravity center points of the shape of the bone part 2B in the cross section perpendicular to the extending direction of the bone part 2B at each point in the extending direction of the bone part 2B. .
  • the extending direction of the bone part 2B is the extending direction of the skeleton line O of the bone part 2B (the part of the skeleton line O corresponding to the bone part 2B; the same applies hereinafter). Since the porous structure 1 is provided with the skeleton portion 2 throughout, the porous structure 1 can be compressed / restored in accordance with the addition / release of an external force while ensuring air permeability. Become good.
  • the structure of the porous structure 1 becomes simple, and modeling with a 3D printer becomes easy.
  • some or all of the bone portions 2B of the bone portions 2B constituting the skeleton portion 2 may extend while being curved. In this case, because part or all of the bone part 2B is curved, when the load is input, the bone part 2B and thus the sudden change in the shape of the porous structure 1 is prevented, and local buckling is suppressed. be able to.
  • each surface of the skeleton part 2 is flat, and an edge part (side part) where a pair of adjacent surfaces abut each other is angular. Yes.
  • a part or all of each surface of the skeleton part 2 may be non-flat (for example, curved).
  • each edge portion of the skeleton 2 may be smoothly curved.
  • each bone part 2B constituting the skeleton part 2 has substantially the same shape and dimensions (length, cross-sectional area, width, etc.).
  • the shape and / or dimensions (length, cross-sectional area, width, etc.) of each bone part 2B constituting the skeleton part 2 are not limited to the same in the examples shown in the drawings.
  • the shape and / or dimensions (length, cross-sectional area, width, etc.) of the bone portion 2B may be different from those of the other bone portions 2B.
  • intentionally different mechanical properties can be obtained by making the shape and / or dimensions (length, cross-sectional area, width, etc.) of the bone part 2B of a specific part of the skeleton part 2 different from those of other parts.
  • FIG. 11 shows the bone 2B of each example of FIGS. 1 to 10, 13, and 14 alone.
  • FIG. 11A shows a natural state where no external force is applied to the bone portion 2B
  • FIG. 11B shows a state where an external force is applied to the bone portion 2B.
  • FIG. 11 shows the central axis (skeleton line O) of the bone part 2B. As shown in FIG. 11 (a), in each of the examples of FIGS.
  • each bone part 2B includes a bone fixed part 2B1 that extends while keeping the cross-sectional area constant. Further, on both sides of the extending direction of the fixed bone portion 2B1, a pair of bone changing portions 2B2 extending from the fixed bone portion 2B1 to the joint portion 2J while gradually changing the cross-sectional area are configured. The bone changing portion 2B2 extends while gradually changing the cross-sectional area. In each example, each bone changing portion 2B2 extends from the fixed bone portion 2B1 to the joint portion 2J while gradually increasing the cross-sectional area. In addition, not only these examples but the same effect is acquired even if only some bone parts 2B satisfy
  • the bone parts 2B constituting the skeleton part 2 have a bone changing part 2B2 only at one end of the bone fixed part 2B1, and the bone fixed part 2B1.
  • the other end may be directly coupled to the coupling portion 2J, and in this case, the same effect can be obtained although there may be a difference in degree.
  • the cross-sectional areas of the fixed bone portion 2B1 and the bone changing portion 2B2 indicate the cross-sectional areas of the cross sections perpendicular to the skeleton line O of the fixed bone portion 2B1 and the bone changing portion 2B2, respectively.
  • “gradual change (increase or decrease)” means that the change is always smooth (increase or decrease) without becoming constant in the middle. In each example of FIGS.
  • each bone part 2B constituting the porous structure 1 is composed of a bone constant part 2B1 and a bone change part 2B2, and the bone change part 2B2 is a bone. Since the cross-sectional area gradually increases from the fixed portion 2B1 toward the connecting portion 2J, the bone portion 2B becomes thinner toward the fixed bone portion 2B1 in the vicinity of the boundary between the fixed bone portion 2B1 and the bone changing portion 2B2. It has a constricted shape. Therefore, when an external force is applied, the bone portion 2B is likely to buckle and deform at the constricted portion or an intermediate portion of the fixed bone portion 2B1, and as a result, the porous structure 1 is easily compressed and deformed.
  • the touch feeling on the surface of the porous structure 1 becomes softer.
  • the porous structure 1 is used as a cushioning material (seat pad or the like) for sitting, the seating person is given a softer feel, particularly at the timing of starting sitting.
  • a soft feel is generally widely preferred, and is also preferred by a seat pad occupant of a luxury car (for example, a seat occupant who sits in the back seat when a driver is on the back seat).
  • the bone portion 2B has a bone constant portion 2B1 at least in a part thereof.
  • the cross-sectional area A1 of the end 2B21 on either side (preferably both sides) of the bone part 2B is: 0.15 ⁇ A0 / A1 ⁇ 2.0 If it satisfies, it is preferable.
  • the touch feeling on the surface of the porous structure 1 can be made not only too soft, not too hard, and moderately hard as a characteristic of the cushioning material and particularly as a characteristic of the cushioning material for sitting.
  • the porous structure 1 is used as a cushioning material (seat pad or the like) for sitting, the seating person is given a feeling of moderate hardness especially when the seating starts. .
  • the ratio A0 / A1 is less than 0.15, the touch feeling on the surface of the porous structure 1 becomes too soft, which may be undesirable as a characteristic of the cushioning material, and is difficult to manufacture with a 3D printer.
  • the ratio A0 / A1 is preferably 0.15 or more.
  • the ratio A0 / A1 is more than 2.0, the touch feeling on the surface of the porous structure 1 becomes too hard, which may be undesirable as a characteristic of the cushion material. Therefore, the ratio A0 / A1 is preferably 2.0 or less.
  • the ratio A0 / A1 is more preferably 0.5 or more. More specifically, in each of the examples shown in FIGS. 1 to 10, 13, and 14, the bone part 2B has a bone fixed part 2B1 and a pair of bone changing parts 2B2 continuous on both sides thereof.
  • Each of the changing portions 2B2 extends from the fixed bone portion 2B1 to the joint portion 2J while gradually increasing the cross-sectional area, and the ratio A0 / A1 is less than 1.0.
  • the touch feeling on the surface of the porous structure 1 can be made relatively soft as a characteristic of the cushioning material, and particularly as a characteristic of the cushioning material for sitting.
  • Such a soft feel is generally widely preferred, and is also preferred by a seat pad occupant of a luxury car (for example, a seat occupant who sits in the back seat when a driver is on the back seat).
  • each bone part 2B which comprises the skeleton part 2 may satisfy
  • the bone changing portion 2B2 may extend from the fixed bone portion 2B1 to the joint portion 2J while gradually reducing the cross-sectional area.
  • the bone constant portion 2B1 has a larger (thicker) cross-sectional area than the bone changing portion 2B2.
  • a portion that is relatively easy to buckle becomes the bone changing portion 2B2 (particularly, the portion on the coupling portion 2J side), and thus has a porous structure.
  • the body 1 becomes difficult to compress and deform. Thereby, the touch feeling on the surface of the porous structure 1 becomes harder and high mechanical properties can be obtained.
  • the porous structure 1 when used as a cushioning material for sitting, a hard feeling is given to the seated person, particularly at the timing of starting sitting. Such a behavior cannot be obtained with a general polyurethane foam manufactured through a process of foaming by a chemical reaction. With such a configuration, it is possible to cope with a user who prefers a hard feel. Such a hard feeling is preferred by a seated person in a sports car seat pad that performs quick acceleration / deceleration or oblique line change, for example.
  • the bone changing portion 2B2 extends from the fixed bone portion 2B1 to the joint portion 2J while gradually reducing the cross-sectional area, the ratio A0 / A1 exceeds 1.0.
  • each bone part 2B which comprises the skeleton part 2 may satisfy
  • the bone part 2B may not be provided with the bone change part 2B2, but may consist only of the bone fixed part 2B1 as in the first modified example partially shown by a dotted line in FIG.
  • the cross-sectional area of the bone part 2B is constant over its entire length.
  • the touch feeling of the surface of the porous structure 1 when an external force is applied becomes moderate hardness.
  • the present invention can be suitably applied to seat pads of all vehicle types such as luxury cars and sports cars.
  • the ratio A0 / A1 is 1.0.
  • each bone part 2B which comprises the skeleton part 2 may satisfy
  • each bone part 2 ⁇ / b> B constituting the skeleton part 2 has a bone fixed part 2 ⁇ / b> B ⁇ b> 1 and a bone changing part 2 ⁇ / b> B ⁇ b> 2.
  • the cross-sectional area is smaller than that of the changing portion 2B2 and the connecting portion 2J. More specifically, the cross-sectional area of the fixed bone portion 2B1 is the cross-sectional area of each portion of the bone changing portion 2B2 and the connecting portion 2J (excluding the boundary portion between the fixed bone portion 2B1 and the bone changing portion 2B2). Smaller than.
  • the fixed bone portion 2B1 is a portion having the smallest (thin) cross-sectional area in the skeleton portion 2.
  • the cross-sectional area of the coupling part 2J refers to the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the skeleton line O of the coupling part 2J.
  • the cross-sectional area of the bone constant part 2B1 is: It may be larger than the cross-sectional area of any part of the bone changing part 2B2 and the connecting part 2J (excluding the boundary part between the bone constant part 2B1 and the bone changing part 2B2).
  • each bone part 2B constituting the skeleton part 2 has a bone fixed part 2B1 and a bone changing part 2B2, and the bone fixed part 2B1.
  • the width is smaller than that of the bone change portion 2B2 and the joint portion 2J. More specifically, the width of the fixed bone portion 2B1 is larger than the width of any portion of the bone changing portion 2B2 and the connecting portion 2J (excluding the boundary portion between the fixed bone portion 2B1 and the bone changing portion 2B2). ,small. That is, the fixed bone portion 2B1 is the smallest (thin) portion in the skeleton portion 2.
  • the ratio A0 / A1 is less than 1.0.
  • the widths of the fixed bone portion 2B1, the bone changing portion 2B2, and the connecting portion 2J are measured along the cross section perpendicular to the skeleton line O of the fixed bone portion 2B1, the bone changing portion 2B2, and the connecting portion 2J, respectively. It refers to the maximum width in the cross section.
  • the skeleton line O of the coupling portion 2J is a portion of the skeleton line O corresponding to the coupling portion 2J. For reference, FIG.
  • 11A shows the width W0 of the fixed bone portion 2B1 and the width W1 of the bone changing portion 2B2. It should be noted that, not limited to these examples, only some of the bone portions 2B of the bone portions 2B constituting the skeleton portion 2 may satisfy this configuration, and even in that case, there may be a difference in degree. A similar effect can be obtained.
  • the width of the bone fixed part 2B1 it may be larger than the width of any part of the changing part 2B2 and the connecting part 2J (excluding the boundary part between the bone constant part 2B1 and the bone changing part 2B2). In this case, the ratio A0 / A1 exceeds 1.0.
  • the width W0 of the bone fixed portion 2B1 Is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.10 mm or more, and further preferably 0.20 mm or more.
  • the width W0 is 0.05 mm or more
  • modeling can be performed with the resolution of a high-performance 3D printer, and when it is 0.10 mm or more, modeling can be performed with the resolution of a general-purpose 3D printer as well as a high-performance 3D printer.
  • the width W0 (FIG. 11) of the bone fixed portion 2B1 is preferably 2.0 mm or less. Note that, as in the example of FIG.
  • the width W0 of the bone fixed portion 2B1 is the same as the width W0 of the bone portion 2B. It is preferable that each bone part 2B constituting the skeleton part 2 satisfies this configuration, but only a part of the bone parts 2B among the bone parts 2B constituting the skeleton part 2 satisfy this structure. Even in such a case, the same effect can be obtained although there may be a difference in degree.
  • each bone part 2B constituting the skeleton part 2 has a bone constant part 2B1 and a bone change part 2B2, and the bone change part 2B2
  • One or a plurality of (three in this example) inclined surfaces 2B23 are provided on the side surface, and the inclined surfaces 2B23 are inclined (inclined at less than 90 °) with respect to the extending direction of the bone changing portion 2B2.
  • the width W2 gradually increases from the fixed bone portion 2B1 toward the joint portion 2J.
  • the extending direction of the bone changing portion 2B2 is the extending direction of the central axis (skeleton line O) of the bone changing portion 2B2.
  • the width W2 of the inclined surface 2B23 of the bone changing portion 2B2 indicates the width of the inclined surface 2B23 when measured along a cross section perpendicular to the skeleton line O of the bone changing portion 2B2.
  • all of the plurality of inclined surfaces 2B23 included in the bone changing portion 2B2 satisfy this configuration, but some of the inclined surfaces 2B23 among the plurality of inclined surfaces 2B23 included in the bone changing portion 2B2. Only this may satisfy this configuration, and even in that case, the same effect can be obtained though there may be a difference in degree.
  • the plurality of inclined surfaces 2B23 included in the bone changing portion 2B2 are congruent to each other. However, the plurality of inclined surfaces 2B23 included in the bone changing portion 2B2 may not be congruent to each other. / Or dimensions may be different.
  • the bone portions 2B constituting the skeleton portion 2B may satisfy this configuration, and even in this case, the same effect can be obtained although there may be a difference in degree. .
  • the inclined surfaces 2B23 of the bone change portion 2B2 may gradually decrease from the fixed bone portion 2B1 toward the coupling portion 2J. In this case, the ratio A0 / A1 exceeds 1.0.
  • the bone portion 2B (the bone portion 2B is bone-constant) in all or part (preferably all) bone portions 2B of the bone portions 2B constituting the skeleton portion 2.
  • the cross-sectional shape of the bone constant portion 2B1 and / or the bone changing portion 2B2 is a polygon (preferably a regular polygon) or a circle.
  • each bone part 2B constituting the skeleton part 2 includes a bone part 2B (more specifically, a bone constant part 2B1 and a bone change part 2B2). ) Is a polygon (more specifically, a regular triangle).
  • the structure of the porous structure 1 becomes simple, and it becomes easy to model with a 3D printer. Moreover, it is easy to reproduce the mechanical characteristics of a general polyurethane foam produced through a foaming process by a chemical reaction.
  • the bone part 2B in a columnar shape in this way, it is possible to improve the durability of the porous structure 1 as compared with the case where the bone part 2B is replaced with a thin film-like part.
  • the cross-sectional shape of the bone part 2B, the cross-sectional shape of the bone constant part 2B1, and the cross-sectional shape of the bone change part 2B2 are respectively on the central axes (skeleton line O) of the bone part 2B, the bone constant part 2B1, and the bone change part 2B2.
  • the shape in a vertical cross section It should be noted that only some of the bone parts 2B constituting the skeleton part 2B may satisfy this structure, and even in that case, the same effect can be obtained although there may be a difference in degree. .
  • the bone portion 2B (the bone portion 2B is the bone constant portion 2B1 and the bone change in all or part of the bone portions 2B of the bone portions 2B constituting the skeleton portion 2).
  • the bone fixed portion 2B1 and / or the bone changing portion 2B2 may have a cross-sectional shape of a polygon other than an equilateral triangle (a triangle other than an equilateral triangle, a quadrangle, etc.), or a circular shape ( A perfect circle, an ellipse, etc.) may be sufficient, and even in that case, the same effect is obtained.
  • the bone fixed part 2B1 and the bone changing part 2B2 may have the same or different cross-sectional shapes.
  • the bone change part 2B2 may have a cross-sectional area that gradually increases or decreases from one side to the other side in the extending direction of the bone part 2B over the entire bone part 2B, or A part where the cross-sectional area gradually increases from one side in the extending direction of the bone part 2B toward the other side, and a part where the cross-sectional area gradually decreases from one side in the extending direction of the bone part 2B toward the other side; One or more of each may be included.
  • the ratio (VB ⁇ 100 / VS [%]) of the volume VB occupied by the skeleton 2 in the volume VS of the porous structure 1 is 3 to 10%. Is preferred.
  • the reaction force generated in the porous structure 1 when an external force is applied to the porous structure 1, and thus the hardness of the porous structure 1, is used as a cushioning material, particularly a cushioning material for sitting.
  • a cushioning material for sitting As a (seat pad etc.), it can be made more favorable as a seat pad for vehicles.
  • “volume VS of porous structure 1” means the entire internal space surrounded by the outer edge (outer contour) of porous structure 1 (the volume occupied by skeleton 2 and the film 3 described later).
  • the total volume of the volume occupied by the film 3 and the volume occupied by the voids is indicated.
  • the reaction force generated in the porous structure 1 when an external force is applied to the porous structure 1, and thus the hardness of the porous structure 1 is good as a cushioning material, particularly as a cushioning material for sitting.
  • the ratio of the volume VB occupied by the skeleton 2 to the volume VS of the porous structure 1 is more preferably 4 to 8%.
  • any method may be used as a method of adjusting the ratio of the volume VB occupied by the skeleton part 2 in the volume VS of the porous structure 1.
  • each unit part U of the porous structure 1 may be used.
  • the thickness (cross-sectional area) of a part or all of the bone part 2B constituting the skeleton part 2 and / or the size of the part or all of the joint part J constituting the skeleton part 2 The method of adjusting (cross-sectional area) is mentioned.
  • the 25% hardness of the porous structure 1 is preferably 60 to 500 N, and more preferably 100 to 450 N.
  • the 25% hardness (N) of the porous structure 1 is obtained by compressing the porous structure by 25% in an environment of 23 ° C. and 50% relative humidity using an Instron type compression tester. The measured value is obtained by measuring the required load (N).
  • the skeleton part 2 has a plurality of first cell partitioning parts 21 (the number of first cell holes C1) that partition the first cell hole C1 inside.
  • each first cell partition portion 21 has a plurality (specifically, 14) first annular portions 211.
  • Each first annular portion 211 is configured in an annular shape.
  • the plurality of first annular portions 211 of the first cell partitioning portion 21 partition the flat first virtual surface V1 by the respective annular inner peripheral side edge portions 2111.
  • the first virtual surface V ⁇ b> 1 is a virtual closed plane whose outer edge is partitioned by the inner peripheral edge 2111 of the first annular portion 211.
  • the plurality of first annular portions 211 constituting the first cell partition portion 21 are connected to each other so that the first virtual planes V1 partitioned by the respective inner peripheral edge portions 2111 do not intersect each other.
  • the first cell hole C1 is partitioned by a plurality of first annular portions 211 that constitute the first cell partitioning portion 21, and a plurality of first virtual planes V1 that are partitioned by the plurality of first annular portions 211, respectively.
  • the first annular portion 211 is a portion that divides a three-dimensional side formed by the first cell hole C1
  • the first virtual plane V1 is a three-dimensional configuration surface formed by the first cell hole C1. It is a part which divides.
  • the behavior of compression / decompression deformation of the porous structure 1 according to the addition / release of external force becomes better as a cushioning material, particularly as a cushioning material for seating (such as a seat pad). . That is, the characteristics of the porous structure 1 as a cushioning material can be improved.
  • each of the first annular portions 211 of the first cell partition portion 21 includes a plurality of bone portions 2B and a plurality of joints for joining the end portions 2Be of the plurality of bone portions 2B. It is preferable that the portion 2J is configured. With such a configuration, the characteristics of the porous structure 1 as a cushioning material can be improved.
  • a connection portion between a pair of first annular portions 211 connected to each other includes one bone portion 2B shared by the pair of first annular portions 211, and the bone portion 2B. It is preferable that it is composed of a pair of coupling portions 2J on both sides. With such a configuration, the characteristics of the porous structure 1 as a cushioning material can be improved.
  • the first annular portion 211 is a pair of first cell partitions 21 adjacent to the first annular portion 211 (that is, a pair of first cell partitions sandwiching the first annular portion 211 therebetween). Part 21).
  • the first annular portion 211 constitutes a part of each of the pair of first cell partition portions 21 adjacent to the first annular portion 211.
  • the first annular portion 211 is a pair of first cell partition portions 21 adjacent to the first annular portion 211 (that is, a pair of first cell partition portions sandwiching the first annular portion 211 therebetween).
  • the pair of first cell partition portions 21 are configured independently of each other, and the respective first annular portions 211 are formed adjacent to or spaced apart from each other.
  • a gap (interval) between the first cell holes C1 (as a result, between the first cell holes C1 as compared with the case where ribs or the like are interposed between the first annular portions 211) Therefore, the characteristics of the porous structure 1 as a cushioning material (particularly, a seat pad, more particularly a vehicle seat pad) can be improved. Therefore, the porous structure 1 having a cushioning property can be easily manufactured by the 3D printer.
  • skeleton part 2 satisfy
  • annular parts 211 are included among each 1st cyclic
  • FIG. this configuration may be satisfied, and even in this case, the same effect can be obtained although there may be a difference in degree.
  • the skeleton lines O of the pair of first cell partition portions 21 adjacent to each other are the first annular portions shared by the pair of first cell partition portions 21. In 211, it is suitable if it corresponds.
  • the first virtual surface V1 defines a part of one first cell hole C1 by a surface on one side of the first virtual surface V1 (the surface of the first virtual surface V1).
  • a part of another first cell hole C1 is defined by the other surface of the first virtual surface V1 (the back surface of the first virtual surface V1).
  • the first virtual surface V1 defines a part of the separate first cell holes C1 by the surfaces on both the front and back sides.
  • the first virtual surface V1 is defined by a pair of first cell holes C1 adjacent to the first virtual surface V1 (that is, a pair of first cell holes C1 sandwiching the first virtual surface V1 therebetween). Shared.
  • the first virtual surface V1 is a pair of first cell holes C1 adjacent to the first virtual surface V1 (that is, a pair of first cell holes C1 sandwiching the first virtual surface V1).
  • the gap (interval) between the first cell holes C1 is larger than that in the case where the first virtual plane V1 of the pair of first cell holes C1 is at a position separated from each other. Since it can be made small, the characteristic as a cushion material of the porous structure 1 can be improved.
  • skeleton part 2 satisfy
  • the skeleton line O of the first annular portion 211 shared by the pair of first cell partitioning portions 21 adjacent to each other is the same as the pair of first firsts as in the example of each drawing. It is preferable that the cell partition portion 21 is continuous with each of the skeleton lines O adjacent to the shared first annular portion 211 (see FIGS. 1 and 7). Thereby, the characteristic as a cushioning material of a porous structure becomes more favorable. From the same viewpoint, in each example described in the present specification, as in the example of each figure, the skeleton lines O of the pair of first cell partition portions 21 adjacent to each other are the same as the pair of first cell partition portions. It is preferable that the first annular portions 211 shared by 21 coincide with each other.
  • the cross-sectional area of the part 2B (for example, the cross-sectional area of the bone fixed part 2B1) is a breakage of the bone part 2B constituting the part adjacent to the shared first annular part 211 of the pair of first cell partition parts 21 It is preferable that the area is the same as each of the areas (for example, the cross-sectional area of the fixed bone portion 2B1). Note that it is preferable that all of the first annular portions 211 shared by the pair of first cell partition portions 21 adjacent to each other in the skeleton portion 2 satisfy this configuration. Only a part of the first annular portions 211 among the first annular portions 211 shared by the first cell partitioning portions 21 may satisfy this configuration. The effect is obtained.
  • the skeleton line O of the connecting portion between the pair of first annular portions 211 that are connected to each other is the same as the example of each figure, of the pair of first annular portions 211. It is preferable that each of the skeleton lines O adjacent to the connecting portion is continuous (see FIGS. 1 and 7). Thereby, the characteristic as a cushioning material of a porous structure becomes more favorable. From the same viewpoint, in each example described in the present specification, as in the example of each drawing, the skeleton lines O of the pair of first annular portions 211 connected to each other are connected to the pair of first annular portions 211. It is preferable that the connecting portions match each other.
  • the bone portion 2B constituting the connecting portion of the pair of first annular portions 211 connected to each other is adjacent to each other.
  • the cross-sectional area (for example, the cross-sectional area of the fixed bone portion 2B1) is the cross-sectional area of the bone portion 2B constituting the portion adjacent to the connecting portion of the pair of first annular portions 211 (for example, the breaking of the fixed bone portion 2B1). It is preferable that each area is the same. Note that it is preferable that all of the connecting portions of the pair of first annular portions 211 connected to each other in the skeleton portion 2 satisfy this configuration, but the pair of first annular portions connected to each other in the skeleton portion 2. Of the connecting portions 211, only a part of the connecting portions may satisfy this configuration. Even in this case, the same effect can be obtained although there may be a difference in degree.
  • each first virtual plane V1 is not covered with a film and is open, that is, constitutes an opening. For this reason, the cell holes C are communicated with each other through the first virtual plane V1, and ventilation between the cell holes C is made possible. As a result, the air permeability of the porous structure 1 can be improved, and the porous structure 1 can be easily compressed and restored according to the addition / release of external force.
  • the plurality of (in the example of the figure, 14) first annular parts 211 constituting the first cell partition part 21 are each one or more (six in the example of the figure) first It includes a small annular portion 211S and one or more (eight in the illustrated example) first large annular portion 211L.
  • Each first small annular portion 211S defines a flat first small virtual surface V1S by an annular inner peripheral side edge portion 2111.
  • Each first large annular portion 211L defines a first large virtual surface V1L that is flat and has a larger area than the first small virtual surface V1S by the annular inner peripheral edge 2111.
  • the first small virtual surface V1S and the first large virtual surface V1L are each a virtual closed plane.
  • the skeleton line O of the first large annular portion 211L has a regular hexagon, and accordingly, the first large virtual plane V1L is also a substantially regular hexagon. I am doing.
  • the first small annular portion 211S has a skeleton line O that forms a regular square (square), and accordingly, the first small virtual plane V1S also forms a substantially regular square. Yes.
  • the first small virtual surface V1S and the first large virtual surface V1L differ not only in area but also in shape.
  • Each of the first macro-annular portions 211L includes a plurality of (six in the example of each figure) bone portions 2B and a plurality of (each of which connects the end portions 2Be in the extending direction of the plurality of bone portions 2B. In the example of the figure, it is composed of 6) coupling portions 2J.
  • Each of the first small annular portions 211S includes a plurality of (four in the example in each figure) bone parts 2B and a plurality of (in the example of each figure, the ends 2Be of the plurality of bone parts 2B) coupled to each other. 4) coupling portions 2J.
  • the skeleton line O of the some 1st cell division part 21 which comprises the skeleton part 2 has comprised the Kelvin 14-hedron (cut octahedron), respectively.
  • a Kelvin tetrahedron (a truncated octahedron) is a polyhedron composed of six regular tetragonal component surfaces and eight regular hexagonal component surfaces.
  • the first cell holes C1 partitioned by the first cell partitioning portions 21 also form a substantially Kelvin tetrahedron.
  • each bone portion 2B has not only the fixed bone portion 2B1 but also the bone change portions 2B2 on both sides thereof. Therefore, the shape of the first cell hole C1 is mathematical.
  • the skeleton lines O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton portion 2 are connected to each other so as to fill the space. That is, there is no gap between the skeleton lines O of the plurality of first cell partition portions 21.
  • the skeleton lines O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton part 2 each form a polyhedron (Kelvin 14-hedron in the examples of each figure), and accordingly Since the first cell holes C1 are substantially polyhedrons (substantially Kelvin 14-hedrons in the examples in the drawings), the gaps (intervals) between the cell holes C constituting the porous structure 1 can be made smaller. It becomes possible, and more cell holes C can be formed inside the porous structure 1. Thereby, the compression / restoration deformation behavior of the porous structure 1 according to the addition / release of the external force becomes better as a cushioning material, particularly as a cushioning material for sitting.
  • the gaps (intervals) between the cell holes C correspond to the meat portions (bone portions 2B and coupling portions 2J) of the skeleton portion 2 that divides the cell holes C.
  • the skeleton lines O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton portion 2 are connected to each other so as to fill the space, the first cells constituting the porous structure 1 It is possible to further reduce the gap (interval) between the holes C1. Therefore, the characteristic as a cushion material of a porous structure can be improved.
  • the polyhedron formed by the skeleton line O of the first cell partition portion 21 (and thus the substantially polyhedron formed by the first cell hole C1) is not limited to the example shown in the drawings, and any one can be used.
  • the polyhedron formed by the skeleton line O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton part 2 (and thus the substantially polyhedron formed by the first cell hole C1) can be filled with space (can be arranged without a gap). Is preferable.
  • the skeleton lines O of the plurality of first cell partition parts 21 constituting the skeleton part 2 can be connected to each other so as to be filled with space, so that the characteristics of the porous structure as a cushioning material can be improved. .
  • the polyhedron formed by the skeleton lines O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton part 2 is one type of polyhedron as shown in the examples of each figure. May be included, or a plurality of types of polyhedrons may be included.
  • type refers to the shape (the number and shape of the constituent surfaces). Specifically, there are two types of polyhedrons having different shapes (the number and shape of the constituent surfaces). Although handled as a polyhedron, it means that two polyhedrons having the same shape but different dimensions are handled as the same type of polyhedron.
  • the polyhedron when the polyhedron formed by the skeleton line O of the plurality of first cell partition parts 21 constituting the skeleton part 2 can be space-filled and includes only one kind of polyhedron, in addition to the Kelvin 14-hedron, A regular triangular prism, a regular hexagonal prism, a cube, a rectangular parallelepiped, a rhomboid dodecahedron, and the like can be given.
  • the shape of the skeleton line O of the first cell partition portion 21 is a Kelvin tetrahedron (truncated octahedron) as in the example of each figure, the step of foaming by a chemical reaction compared to other shapes The characteristics of the cushion material equivalent to the general polyurethane foam produced through the process are most easily reproduced.
  • the shape of the skeleton line O of the first cell partitioning portion 21 is a Kelvin tetrahedron (truncated octahedron) it is possible to obtain mechanical characteristics equal to the respective directions of XYZ.
  • Examples of the polyhedron when the polyhedron formed by the skeleton line O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton part 2 can be space-filled and include a plurality of types of polyhedrons include a regular tetrahedron and a regular octahedron.
  • These are examples of combinations of two types of polyhedrons, but combinations of three or more types of polyhedrons are also possible.
  • the polyhedron formed by the skeleton line O of the plurality of first cell partitioning portions 21 constituting the skeleton part 2 is, for example, an arbitrary regular polyhedron (all the faces are congruent).
  • Convex polyhedrons, convex polyhedrons with equal number of faces touching at all vertices), semi-regular polyhedrons (all faces are regular polygons, all vertex shapes are congruent (regular polygon types and order gathered at vertices) Are the same) and other than regular polyhedrons), prisms, pyramids, etc. are possible.
  • the skeleton line O of a part or all of the first cell partition portions 21 of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton portion 2 is a three-dimensional shape other than a polyhedron (for example, a sphere, an ellipsoid, a cylinder). Etc.).
  • some or all of the first cell holes C1 of the plurality of first cell holes C1 constituting the skeleton part 2 have a substantially three-dimensional shape other than a substantially polyhedron (for example, a substantially sphere, a substantially ellipsoid, a substantially columnar, etc. ).
  • the plurality of first annular portions 211 constituting the first cell partitioning portion 21 are different from the first small annular portion 211S and the first in different sizes. It is preferable to include the macro annular portion 211L. Thereby, it becomes possible to make the clearance gap (interval) between the 1st cell hole C1 which comprises the porous structure 1 smaller, and the characteristic as a cushioning material of the porous structure 1 can be improved. Further, as in the example of each figure, when the shapes of the first small annular portion 211S and the first large annular portion 211L are different, the gap (interval) between the first cell holes C1 constituting the porous structure 1 is set.
  • the plurality of first annular portions 211 constituting the first cell partition portion 21 may have the same size and / or shape (type). Even when the sizes and shapes of the first annular portions 211 constituting the first cell partitioning portion 21 are the same, the same mechanical characteristics can be obtained in the respective directions of XYZ.
  • the skeleton line O of the one annular portion 211 has a polygonal shape (in the example of each figure, a regular hexagon and a regular tetragon).
  • a part or all (all in the example of each figure) of the first virtual surfaces V1 constituting the porous structure 1 has a substantially polygonal shape. It is. Thereby, it becomes possible to make the space
  • annular part 211 (as a result, 1st virtual surface V1) which comprises the porous structure 1 satisfy
  • the skeleton line O (and thus the first virtual plane V1) of at least one first annular portion 211 is An arbitrary polygonal shape other than a regular hexagon and a regular tetragon as in the example, or a planar shape other than the polygonal shape (for example, a circle (perfect circle, ellipse, etc.)) may be formed.
  • the skeleton line O (and thus the first virtual plane V1) of the first annular portion 211 is a circle (perfect circle, ellipse, etc.)
  • the skeleton line O (and thus the first virtual plane V1) of the first annular portion 211 This simplifies the shape and improves the manufacturability and ease of adjusting the characteristics, and provides more uniform mechanical characteristics.
  • the shape of the skeleton line O (and thus the first virtual plane V1) of the first annular portion 211 is an ellipse (horizontal ellipse) that is long in a direction substantially perpendicular to the direction in which the load is applied, the load is applied.
  • the first annular portion 211 that defines the first virtual plane V1 and, in turn, the porous structure 1 is used to input the load.
  • it becomes easy to deform becomes soft.
  • At least one (three in the example of each figure) bone part of the first macro-annular part 211L of one first cell partition part 21 as in the example of each figure. 2B is preferably shared by the first small ring portion 211S of the other first cell partition portion 21 adjacent to the first cell partition portion 21.
  • the first cell hole C1 includes a plurality of first annular portions 211 constituting the first cell partitioning portion 21 and the plurality of first annular portions, as in the examples of the respective drawings.
  • the section 211 is partitioned by a plurality of first virtual planes V1 partitioned by each, and the plurality of first annular sections 211 constituting the first cell partition section 21 are partitioned by respective inner peripheral side edges 2111. It is preferable that the first virtual planes V1 are connected to each other so as not to intersect each other. Thereby, the characteristic as a cushion material of the porous structure 1 can be improved.
  • the skeleton portion 2 includes a plurality of second cell partition portions 22 that partition the second cell holes C2 inside (by the number of second cell holes C2).
  • each of the second cell partition portions 22 has a plurality (two in the example of these drawings) of second annular portions 222.
  • Each of the second annular portions 222 is configured in an annular shape.
  • the plurality of second annular portions 222 of the second cell partitioning portion 22 partition the flat second virtual plane V2 by the respective annular inner peripheral side edge portions 2221.
  • the second virtual surface V ⁇ b> 2 is a virtual closed plane whose outer edge is partitioned by the inner peripheral edge 2221 of the second annular portion 222.
  • the second annular portions 222 constituting the second cell partitioning portion 22 are connected to each other so that the second virtual planes V2 partitioned by the respective inner peripheral edge portions 2221 intersect (orthogonal in this example).
  • the second cell hole C2 is defined by each inner peripheral side edge 2221 of each second annular portion that constitutes the second cell partition 22 and a virtual surface that connects the inner peripheral side edges 2221. Has been.
  • the behavior of compression / decompression deformation of the porous structure 1 according to the addition / release of external force becomes better as a cushioning material, particularly as a cushioning material for seating (such as a seat pad). . That is, the characteristics of the porous structure 1 as a cushioning material can be improved.
  • FIG. 6 the skeleton line O of the part which comprises the 2nd cell division part 22 among the unit parts U is shown.
  • each of the second annular portions 222 constituting the second cell partitioning portion 22 has a skeleton line O having a regular square shape.
  • the second virtual plane V2 also has a substantially regular quadrangle.
  • the skeleton lines O of the plurality of second cell partition portions 22 constituting the skeleton portion 2 each form a regular octahedron.
  • the regular octahedron is a polyhedron composed of eight regular triangular constituent surfaces.
  • the skeleton line O of the second cell partition part 22 constitutes only a part of the sides of the polyhedron (regular octahedron) formed by the skeleton line O. Accordingly, the second cell holes C2 partitioned by the second cell partitioning portions 22 also form a substantially regular octahedron.
  • each bone portion 2B has not only the bone fixed portion 2B1 but also the bone change portions 2B2 on both sides thereof, and therefore the first cell hole C1.
  • the shape of is not a mathematical (perfect) positive eight body.
  • FIGS. 1 to 10 and 12 to 14 as shown in FIGS.
  • the second cell hole C2 is partially adjacent to the second cell hole C2 (ie, The pair of first cell holes C1 (with the second cell hole C2 in between) is inside, that is, the pair of the first cell holes C1 and the second cell holes C2 partially overlap each other. Yes.
  • the total number of the cell holes C which comprise the porous structure 1 can be increased, and by extension, porous The characteristic as the cushion material of the quality structure 1 can be improved.
  • the first cell hole C1 and the second cell hole C2 may be arranged so as not to overlap each other.
  • each of the second annular parts 222 has a plurality of (in these drawings).
  • it is composed of four bone portions 2B and a plurality (four in the examples shown in the drawings) of connecting the end portions 2Be of the plurality of bone portions 2B. (See FIG. 6).
  • the second annular parts 222 constituting the second cell partition part 22 are connected to each other. It is preferable that the connecting portion is composed of two coupling portions 2J shared by the second annular portions 222. With such a configuration, the characteristics of the porous structure 1 as a cushioning material can be improved. Moreover, in the example of these figures, the shape and area of each 2nd virtual surface V2 which comprises the 2nd cell division part 22 are mutually the same.
  • the diameter of the second cell hole C2 is larger than the diameter of the first cell hole C1. Is also small. Thereby, it becomes easy to reproduce the characteristic of the cushion material equivalent to the general polyurethane foam manufactured through the process of foaming by a chemical reaction.
  • the diameter of the second cell hole C2 may be greater than or equal to the diameter of the first cell hole C1.
  • the polyhedron formed by the skeleton line O of the second cell partition part 22 is not limited to the examples shown in the drawings, and any one can be used.
  • the polyhedron formed by the skeleton lines O of the plurality of second cell partition parts 22 constituting the skeleton part 2 is the polyhedron formed by the skeleton lines O of the plurality of first cell partition parts 21 constituting the skeleton part 2, respectively. Different types are preferred.
  • the skeleton lines O of the plurality of first cell partition portions 21 constituting the skeleton portion 2 each form a Kelvin tetrahedron
  • the plurality of second cell partition portions constituting the skeleton portion 2 It is preferable that the skeleton lines O of 22 form a polyhedron other than a Kelvin 14-hedron (a regular octahedron in each example of FIGS. 1 to 10 and FIGS. 12 to 14).
  • the polyhedron formed by the skeleton line O of the plurality of second cell partitioning portions 22 constituting the skeleton part 2 is, for example, an arbitrary regular polyhedron (a regular polyhedron in which all the faces are congruent).
  • Polygon convex polyhedron with the same number of faces touching at all vertices
  • semi-regular polyhedron all faces are regular polygons, all vertex shapes are congruent (same type and order of regular polygons gathered at vertices)
  • convex polyhedrons other than regular polyhedrons prisms, pyramids, and the like are possible.
  • the skeleton line O of a part or all of the second cell partition portions 22 of the plurality of second cell partition portions 22 constituting the skeleton portion 2 is a three-dimensional shape other than a polyhedron (for example, a sphere, an ellipsoid, a cylinder). Etc.).
  • a part or all of the second cell holes C2 of the plurality of second cell holes C2 constituting the skeleton part 2 have a substantially three-dimensional shape other than a substantially polyhedron (for example, a substantially sphere, a substantially ellipsoid, a substantially columnar, etc. ).
  • each second annular part constituting the second cell partitioning part 22 is used.
  • the shape of the skeleton line O of 222 is not limited to this example, but is an arbitrary polygonal shape other than a regular quadrangle, or a planar shape other than a polygonal shape (for example, a circle ( A perfect circle, an ellipse, etc.).
  • the skeleton line O (and thus the second virtual plane V2) of the second annular portion 222 is substantially polygonal or a circle (perfect circle, ellipse, etc.)
  • the skeleton line O (and thus Since the shape of the second virtual plane V2) is simplified, the manufacturability and the ease of adjusting the characteristics can be improved.
  • the shape of the skeleton line O (and hence the second virtual plane V2) of the second annular portion 222 is an ellipse (horizontal ellipse) that is long in a direction substantially perpendicular to the direction in which the load is applied, Compared to the case of an ellipse that is long in a direction substantially parallel to the direction in which it hangs (longitudinal ellipse), the second annular portion 222 that defines the second virtual plane V2 and, in turn, the porous structure 1 is input with a load. It becomes easier to deform (becomes softer).
  • one of the two second annular parts 222 constituting the second cell partition part 22 is the first annular part 211 (more specifically, 1st small annular part 211S) is also constituted.
  • first annular part 211 more specifically, 1st small annular part 211S
  • only a part of the first small annular portions 211 ⁇ / b> S among the plurality of first small annular portions 211 ⁇ / b> S constituting the first cell partition portion 21 also configures the second annular portion 222.
  • each second virtual surface V2 is not covered with a film and is open, that is, forms an opening.
  • the cell holes C (particularly, the first cell hole C1 and the second cell hole C2) communicate with each other through the second virtual plane V2, and ventilation between the cell holes C is enabled.
  • the air permeability of the porous structure 1 can be improved, and the porous structure 1 can be easily compressed and restored according to the addition / release of external force.
  • the second annular parts 222 constituting the second cell partition part 22 are The second virtual planes V2 defined by the respective inner peripheral side edges 2221 are connected to each other so that they intersect (orthogonal in this example), and the second cell hole C2 defines the second cell partition 22 It is preferable that the inner peripheral side edge portion 2221 of each second annular portion to be configured and the virtual surface that smoothly connects the inner peripheral side edge portions 2221 are partitioned. Thereby, the characteristic as a cushioning material of a porous structure can be improved.
  • each first cell hole C1 is arranged in two in each of the X, Y, and Z directions, for a total of eight unit portions.
  • U (FIG. 5, FIG. 7 to FIG. 10).
  • One unit portion U constitutes a part of each of the plurality of first cell holes C1.
  • two second cell holes C2 are arranged for each unit U.
  • each cell hole C of the porous structure 1 may be composed of an arbitrary number of unit portions U, and each unit portion U may be an arbitrary A number of cell holes C may be formed.
  • the porous structure 1 may have only the first cell partition part 21 without having the second cell partition part 22.
  • the porous structure 1 has at least one (preferably plural) cell holes C having a diameter of 5 mm or more. Thereby, manufacture of the porous structure 1 using a 3D printer becomes easy to implement
  • CAD three-dimensional shape data
  • the conventional porous structure which has cushioning property was manufactured through the process made to foam by a chemical reaction as mentioned above, the cell hole C whose diameter was 5 mm or more was not able to be formed.
  • the inventor of the present invention has newly found that even when the porous structure has cell holes C having a diameter of 5 mm or more, the same characteristic as the conventional cushioning material can be obtained. Then, by making the porous structure have cell holes C having a diameter of 5 mm or more, it becomes easy to manufacture with a 3D printer.
  • the porous structure 1 has the cell holes C having a diameter of 5 mm or more, the air permeability and the ease of deformation of the porous structure 1 are easily improved.
  • the diameter of the cell hole C increases, it becomes easier to manufacture the porous structure 1 using a 3D printer, and it becomes easier to improve air permeability and ease of deformation.
  • the diameter of at least one (preferably a plurality) of cell holes C is more preferably 8 mm or more, and further preferably 10 mm or more.
  • the cell hole C of the porous structure 1 is too large, it becomes difficult to form the outer edge (outer contour) shape of the porous structure 1 cleanly (smoothly).
  • the shape accuracy may be reduced and the appearance may be deteriorated. Further, the characteristics as a cushioning material may not be sufficiently good.
  • the diameter of each cell hole C of the porous structure 1 is preferably less than 30 mm, more preferably 25 mm or less, and even more preferably 20 mm or less. Good.
  • the porous structure 1 has more cell holes C satisfying the above numerical range, the above-described effects are more easily obtained. From this point of view, it is preferable that at least the diameter of each first cell hole C1 among the plurality of cell holes C constituting the porous structure 1 satisfies at least one numerical range described above. In addition, it is more preferable that the diameter of each cell hole C constituting the porous structure 1 satisfies at least one numerical range described above.
  • the diameter of the cell hole C indicates the diameter of the circumscribed sphere of the cell hole C when the cell hole C has a shape different from a strict spherical shape as in the example of each figure.
  • the cell hole C having the smallest diameter among the cell holes C constituting the porous structure 1 (FIGS. 1 to 10, FIG. In each example of FIGS. 12 to 14, the diameter of the second cell hole C2) is preferably 0.05 mm or more, and more preferably 0.10 mm or more.
  • the diameter of the cell hole C having the smallest diameter (the second cell hole C2 in each of the examples of FIGS. 1 to 10 and 12 to 14) is 0.05 mm or more, the resolution of a high-performance 3D printer is achieved. Modeling is possible, and in the case of 0.10 mm or more, modeling is possible not only with a high-performance 3D printer but also with a resolution of a general-purpose 3D printer.
  • the porous structure 1 As in the third modified example shown in FIG. 14, in the porous structure 1, at least one of the first virtual surfaces V ⁇ b> 1 constituting the porous structure 1 may be covered with the film 3.
  • the membrane 3 is made of the same material as the skeleton part 2 and is configured integrally with the skeleton part 2.
  • the two first cell holes C1 sandwiching the first virtual plane V1 are brought into a non-communication state, and as a result, the air permeability of the entire porous structure 1 is lowered.
  • the overall air permeability of the porous structure 1 can be adjusted. Various breathability levels can be achieved.
  • each first virtual surface constituting the porous structure 1 is improved from the viewpoint of enhancing the effectiveness and squeeze resistance of the air conditioner in the vehicle and improving the ride comfort. It is not preferable that all of V1 is covered with the film 3. In other words, at least one (preferably a plurality) of the first virtual surfaces V1 constituting the porous structure 1 is covered with the film 3. It is preferable that it is not open.
  • the air permeability of the porous structure 1 is 100 to 700 cc from the viewpoint of improving the effectiveness and stuffiness resistance of the air conditioner in the vehicle and improving the riding comfort.
  • / Cm 2 / sec is preferable, 150 to 650 cc / cm 2 / sec is more preferable, and 200 to 600 cc / cm 2 / sec is more preferable.
  • the air permeability (cc / cm 2 / sec) of the porous structure 1 is measured according to JIS K 6400-7.
  • the resonance magnification of the porous structure 1 is preferably 3 times or more and less than 8 times, and more preferably 3 times or more and 5 times or less.
  • the membrane in the communication hole that communicates each cell is formed at the position and number as expected. It was difficult to do.
  • the porous structure 1 is manufactured by a 3D printer as in the example of FIG. 14, the information of the film 3 is included in the 3D modeling data read by the 3D printer in advance, so that the expected result is as expected. It is possible to form the film 3 at the positions and numbers.
  • At least one of the first small virtual surfaces V1S constituting the porous structure 1 may be covered with the film 3. And / or at least one of the first large virtual surfaces V1L constituting the porous structure 1 may be covered with the film 3.
  • membrane 3 may be provided so that the some 2nd annular part 222 which comprises the 2nd cell division part 22 may be connected, and a part of 2nd cell hole C2 may be covered.
  • the porous structure of the present invention is preferably used for a cushioning material, more preferably used for a cushioning material for seating (such as a seat pad), and the vehicle seat pad. More preferably it is used.
  • FIG. 15 shows a vehicle seat pad 300 including the porous structure 1 of the example of FIG.
  • the vehicle seat pad 300 in the example of FIG. 15 includes a cushion pad 310 for a seated person to sit on and a back pad 320 for supporting the back of the seated person.
  • Each of the cushion pad 310 and the back pad 320 can be composed of the porous structure 1 of any example described above.
  • the cushion pad 310 includes a main pad portion 311 configured so that the buttocks and thighs of the seated person are placed, and a pair of side pad portions 322 located on both the left and right sides of the main pad portion 311.
  • the cushion pad 310 and the back pad 320 are each composed of separate (as separate members) porous structures 1.
  • the cushion pad 310 is configured integrally as a whole. Further, the entire back pad 320 is integrally formed.
  • the porous structures 1 constituting the cushion pad 310 and the back pad 320 are each formed by a 3D printer.
  • the cushion pad 310 and the back pad 320 may be integrally formed with each other.
  • the back pad 320 is configured separately from the headrest for supporting the head of the seated person, but the back pad 320 may be configured integrally with the headrest.
  • the porous structure 1 may comprise only a part of the vehicle seat pad 300 (the cushion pad 310 or the back pad 320). In that case, the remaining part of the vehicle seat pad 300 (cushion pad 310 or back pad 320) may be manufactured through a foaming process by a chemical reaction in molding or the like.
  • FIG. 16 shows, as an example, how the porous structure 1 according to an embodiment of the present invention that constitutes the cushion pad 310 or the back pad 320 shown in FIG. 15 is manufactured by a 3D printer.
  • the manufacturing method of the porous structure demonstrated below can be used conveniently in order to manufacture the porous structure 1 used for arbitrary uses.
  • three-dimensional shape data for example, three-dimensional CAD data
  • the three-dimensional shape data is converted into 3D modeling data 500 using a computer.
  • the 3D modeling data 500 is read by the control unit 410 of the 3D printer 400 when the modeling unit 420 of the 3D printer 400 performs modeling, and the control unit 410 adds the porous structure 1 to the modeling unit 420. It is configured to be shaped.
  • the 3D modeling data 500 includes, for example, slice data representing the two-dimensional shape of each layer of the porous structure 1.
  • modeling of the porous structure 1 is performed by the 3D printer 400.
  • the 3D printer 400 may perform modeling using an arbitrary modeling method such as an optical modeling method, a powder sintering lamination method, a hot-melt lamination method (FDM method), an inkjet method, or the like.
  • FIG. 16 shows a state in which modeling is performed by a hot melt lamination method (FDM method).
  • the 3D printer 400 includes, for example, a control unit 410 configured by a CPU, a modeling unit 420 that performs modeling according to control by the control unit 410, and a modeled object to be modeled (that is, the porous structure 1).
  • the modeling unit 420 is configured to discharge the main material MM that finally forms the modeled object (that is, the porous structure 1). It has a main material nozzle 421 and a support material nozzle 422 configured to discharge a support material SM that supports the main material MM during modeling.
  • the main material MM it is preferable to use a flexible resin or rubber, but it is particularly preferable to use a flexible resin.
  • the control unit 410 reads the 3D modeling data 500, and the main unit MM is supplied to the modeling unit 420 based on the three-dimensional shape included in the read 3D modeling data 500. Each layer is sequentially shaped while controlling to discharge the support material SM. At this time, a portion of the porous structure 1 other than the voids (that is, the skeleton 2 and the film 3) is formed with the main material MM, and the void portion of the porous structure 1 is formed with the support material SM. . After the modeling by the 3D printer 400 is completed, the support material SM is removed from the modeled object. Thereby, the porous structure 1 (as a result, the cushion pad 310 or the back pad 320) is finally obtained as a molded article.
  • the 3D printer 400 includes, for example, a control unit 410 configured by a CPU, a modeling unit 420 that performs modeling according to control by the control unit 410, and a modeled object to be modeled (that is, the porous structure 1).
  • the modeling unit 420 includes a laser irradiator (not shown) configured to irradiate ultraviolet laser light when the optical modeling method is used as in this example.
  • the container 440 is filled with a liquid resin.
  • the liquid resin is cured and becomes a flexible resin when irradiated with ultraviolet laser light emitted from a laser irradiator.
  • the control unit 410 reads the 3D modeling data 500, and the modeling unit 420 receives the ultraviolet laser beam based on the three-dimensional shape included in the read 3D modeling data 500. Each layer is formed sequentially while controlling to irradiate.
  • the modeled object is taken out from the container 440. Thereby, the porous structure 1 (as a result, the cushion pad 310 or the back pad 320) is finally obtained as a molded article.
  • the porous structure 1 when comprising the porous structure 1 with resin, after the modeling by the 3D printer 400 is completed, you may heat the porous structure 1 as a modeling thing in oven. In that case, since the coupling
  • the porous structure 1 is made of rubber, the porous structure 1 as a model may be vulcanized after the modeling by the 3D printer 400 is completed.
  • the 3D printer 400 may include a plurality of main material nozzles 421.
  • the porous structure 1 as a modeled object can be composed of materials having different blends depending on the part, and thus the characteristics (hardness, air permeability, etc.) can be varied depending on the part. become.
  • FIG. 18A shows an example of a cross section taken along line GG parallel to the left-right direction of the cushion pad 310 of FIG.
  • the porous structure 1 constituting the cushion pad 310 includes a first portion 11 constituting the surface side portion of the main pad portion 311 and a second portion 12 constituting the side pad portion 312. And a third portion 13 constituting the back side portion of the main pad portion 311, and these are integrally formed.
  • the second portion 12 is harder than the first portion 11.
  • the first portion 11 is preferably harder than the third portion 13.
  • the second portion 12 and the third portion 13 may have the same hardness. Moreover, the whole main pad part 311 may be comprised by the same hardness.
  • Configuration of each of the portion 12 and the third portion 13 (configuration of the skeleton 2 (diameter and shape of each cell hole, ratio A0 / A1 of each bone 2B, width W0 of each bone fixed portion 2B1, etc.), membrane 3
  • FIG. 18B shows an example of a cross section taken along the line HH parallel to the left-right direction of the back pad 320 of FIG.
  • the porous structure 1 constituting the back pad 320 includes the first portion 11 constituting the main pad portion 321 and the second portion 12 constituting the side pad portion 322. These are configured integrally.
  • the second portion 12 is harder than the first portion 11.
  • the seated person can obtain a feeling of being firmly held by the left and right side pad portions 322.
  • each structure of the 1st part 11 in the porous structure 1, and the 2nd part 12 (skeleton part 2) (The diameter and shape of each cell hole, the ratio A0 / A1 of each bone part 2B, the width W0 of each bone fixed part 2B1, etc.), the presence and number of membranes 3, and the volume of each part occupied by the skeleton part 2 It is preferable to use a method in which the volume ratio or the like is varied.
  • Examples 1 and 2 of the porous structure of the present invention are 3D-CAD models created on a PC, respectively.
  • Each of the porous structure models of Examples 1 and 2 has the shape of the example shown in FIGS. 1 to 10, and the physical properties (rigidity, etc.) of the materials constituting each of them are the same.
  • the volume of the model of the porous structure in Examples 1 and 2 is about 500 cm 3, which is equivalent to a test block of a general seat pad (more specifically, a vehicle seat pad).
  • the sizes of the unit portions U are different from each other, and accordingly, the sizes of the first cell partition portion 21 and the second cell partition portion 22 and the skeleton portion 2 Thickness is different from each other.
  • Table 1 shows the diameter of each first cell hole C1 and the width W0 of each bone fixed portion 2B1 in the models of Examples 1 and 2.
  • the manufacturability and the shape accuracy when applied to a seat pad are evaluated.
  • PC personal computer
  • Examples 1 and 2 having a cell hole having a diameter of 5 mm or more can obtain a sufficiently good manufacturability and also have good shape accuracy and appearance when applied to a seat pad.
  • Example 3 of the porous structure of the present invention is a 3D-CAD model created on a PC.
  • the model of the porous structure of Example 3 has the shape of an example indicated by a partly dotted line in FIG.
  • the diameter of each first cell hole C1 is 8 mm.
  • Table 2 shows the ratio A0 / A1 of each bone 2B in the model of Example 3.
  • the touch feeling on the surface is evaluated. (Evaluation of touch feeling on the surface)
  • a load-deflection diagram was created by analysis for the model of the porous structure of Example 3, and the initial slope (beginning of load application) of the created load-deflection diagram was determined as the surface (Table 2). The softer the touch of the surface, the softer the touch is given to the seated person at the timing of sitting.
  • Example 3 having a moderate touch feeling on the surface has good applicability to seat pads for both luxury cars and sports cars.
  • Examples 4 to 5 of the porous structure of the present invention have the shapes of the examples shown in FIGS. 1 to 10, and out of the volume VS of the porous structure 1, the volume VB occupied by the skeleton 2. Only the ratio (VB ⁇ 100 / VS [%]) is different from each other.
  • the porous structures of Examples 4 to 5 have the same volume, dimensions of each unit U, and physical properties (rigidity, etc.) of the materials constituting each. In each of Examples 4 to 5, the diameter of each first cell hole C1 is 8 mm.
  • Table 3 shows the ratio of the volume VB occupied by the skeleton 2 to the volume VS of the porous structure 1 in Examples 4 to 5 (VB ⁇ 100 / VS [%]).
  • Examples 4 to 5 the higher the value of VB ⁇ 100 / VS, the higher the 25% hardness and the harder the porous structure.
  • the 25% hardness in Examples 4 to 5 is good as a cushioning material, particularly as a cushioning material for seating (such as a seat pad), and more particularly as a seat pad for a vehicle.
  • a 25% hardness of 4 is better.
  • the porous structure of the present invention and the porous structure manufactured using the porous structure of the present invention or the 3D modeling data are preferably used for a cushioning material and are used for sitting. It is more preferable to be used for a cushion material (such as a seat pad), and it is more preferable to be used for a vehicle seat pad.

Abstract

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た多孔質構造体であって、直径が5mm以上のセル孔を有する。

Description

多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3D造形用データ
 本発明は、多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3D造形用データに関する。
 本願は、2018年6月5日に日本に出願された特願2018-108119号に基づく優先権と、2018年12月3日に日本に出願された特願2018-226832号に基づく優先権と、を主張するものであり、それらの内容の全文をここに援用する。
 従来より、クッション性のある多孔質構造体(例えば、ウレタンフォーム)は、例えば金型成形等において、化学反応により発泡させる工程を経て、製造されている(例えば、特許文献1)。
日本国特開2016-44292号公報
 しかしながら、上述したように化学反応により発泡させる工程を経て多孔質構造体を製造する場合は、製造に時間や手間が掛かるという問題や、所期したとおりの構成が得られないおそれがあるという問題があった。
 そこで、本発明の発明者は、3Dプリンタを用いて多孔質構造体を製造できるようにすれば、製造が簡単になり、かつ、所期したとおりの構成が得られることに、新たに着目し、本発明をするに至った。
 本発明は、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、多孔質構造体の製造方法、及び、3D造形用データを、提供することを目的とする。
 本発明の多孔質構造体は、
 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、
 直径が5mm以上のセル孔を有する。
 本発明の多孔質構造体の製造方法は、
 3Dプリンタを用いて、上述の多孔質構造体を製造するものである。
 本発明の3D造形用データは、
 3Dプリンタの造形部が造形を行う際に前記3Dプリンタの制御部に読み込まれる3D造形用データであって、
 前記制御部が、前記造形部に、上述の多孔質構造体を、造形させるように構成されている。
 本発明によれば、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、多孔質構造体の製造方法、及び、3D造形用データを、提供することができる。
本発明の一実施形態に係る多孔質構造体の一部を、図2~図4のC矢印の方向から観たときの様子を示す、平面図である。 図1の多孔質構造体を、図1、図3、図4のA矢印の方向から観たときの様子を示す、側面図である。 図1の多孔質構造体を、図1、図2、図4のD矢印の方向から観たときの様子を示す、斜視図である。 図1の多孔質構造体を、図2、図3のB矢印の方向から観たときの様子を示す、斜視図である。 図1の多孔質構造体の単位部を、図1、図2、図4のD矢印の方向から観たときの様子を示す、斜視図である。 図5の多孔質構造体の単位部の一部を拡大して観たときの様子を示す、斜視図である。 図5の多孔質構造体の単位部を、図5のE矢印の方向から観たときの様子を示す、斜視図である。 図7と同じ図面であり、一部の符号や破線・鎖線のみが図7と異なる図面である。 図5の多孔質構造体の単位部を、図5のF矢印の方向から観たときの様子を示す、斜視図である。 図9と同じ図面であり、一部の符号や破線・鎖線のみが図9と異なる図面である。 図11(a)は、外力が加わっていない状態における図1の多孔質構造体の骨部を示す斜視図であり、図11(b)は、外力が加わっている状態における図11(a)の骨部を示す斜視図である。 図8に対応する図面であり、本発明の第1変形例に係る多孔質構造体を説明するための図面である。 図8に対応する図面であり、本発明の第2変形例に係る多孔質構造体を説明するための図面である。 図8に対応する図面であり、本発明の第3変形例に係る多孔質構造体を説明するための図面である。 本発明の一実施形態に係る多孔質構造体を備えた、車両用シートパッドを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、多孔質構造体の製造方法を説明するための図面である。 本発明の一変形例に係る、多孔質構造体の製造方法を説明するための図面                 である。 図18(a)は、本発明の一実施形態に係る多孔質構造体からなる車両用シートパッドのクッションパッド部の一例を、図15のG-G線に沿う断面により示す、断面図であり、図18(b)は、図本発明の一実施形態に係る多孔質構造体からなる車両用シートパッドのバックパッド部の一例を、図15のH-H線に沿う断面により示す、断面図である。
 本発明の多孔質構造体、及び、本発明の多孔質構造体の製造方法又は3D造形用データを用いて製造される多孔質構造体は、クッション材に用いられるのが好適であり、着座用のクッション材(シートパッド等)に用いられるのがより好適であり、車両用シートパッドに用いられるのがさらに好適である。
 以下、本発明に係る多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3D造形用データの実施形態について、図面を参照しながら例示説明する。
 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。
 また、図1~図10、図12~図14では、多孔質構造体の向きを理解しやすくするために、それぞれの例の多孔質構造体に固定されたXYZ直交座標系の向きを表示している。
 まず、図1~図11を参照しながら、本発明の一実施形態に係る多孔質構造体について説明する。
 図1~図4では、本実施形態に係る多孔質構造体1のうち、直方体に切断された一部分を、それぞれ別々の角度から観ている。図1は、多孔質構造体1の当該部分における、ある1つの面を平面視しており、すなわち、多孔質構造体1の当該部分を、図2~図4のC矢印の方向(-X方向)から観ている。図2は、多孔質構造体1の当該部分における、図1での右側の面を平面視しており、すなわち、多孔質構造体1の当該部分を、図1、図3、図4のA矢印の方向(-Y方向)から観ている。図3は、多孔質構造体1の当該部分における、図1と同じ面を斜め上から観ており、すなわち、多孔質構造体1の当該部分を、図1、図2、図4のD矢印の方向から観ている。図4は、多孔質構造体1の当該部分における、図1及び図3とは逆側の面を斜め上から観ており、すなわち、多孔質構造体1の当該部分を、図2、図3のB矢印の方向から観ている。
 なお、以下では、説明の便宜のため、図12~図14にそれぞれ示す第1~第3変形例や、図示しない変形例についても、併せて説明する。
 本明細書で説明する各例の多孔質構造体1は、3Dプリンタによって造形されたものである。3Dプリンタを用いて多孔質構造体を製造することにより、従来のように化学反応により発泡させる工程を経る場合に比べ、製造が簡単になり、かつ、所期したとおりの構成が得られる。また、多孔質構造体のセル構造の設計自由度を大幅に広げることができるので、より幅広い要求特性に対応することも可能になる。また、今後の3Dプリンタの技術進歩により、将来的に、3Dプリンタによる製造を、より短時間かつ低コストで、実現できるようになることが期待できる。
 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と、骨格部2によって区画された多数のセル孔Cと、を備えている。骨格部2は、多孔質構造体1の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。本例において、多孔質構造体1のうち、骨格部2以外の部分は、空隙である。
 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り、軟質ポリウレタンがさらに好適である。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、外力の付加・解除に応じた圧縮・復元変形が可能であり、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。
 各図の例の多孔質構造体1は、それぞれ立方体をなす複数の単位部Uどうしが、X、Y、Zの各方向に一体に連なった構成を有している。図1~図10の例では、多孔質構造体1のうち、図1~図4に示す部分は、Z方向に3個、Y方向に3個、X方向に2個が配列された、計18個の単位部Uからなる。各図の例では、多孔質構造体1を構成する各単位部Uの構成、寸法、向きが、それぞれ同じである。便宜のため、図1~図4では、1つの単位部Uのみを、他の単位部Uよりも濃いグレー色で着色しているとともに、図1及び図2ではさらに、濃いグレー色で着色した単位部Uの外縁を、点線で示している。
 図1~図10の例のように、多孔質構造体1の各単位部Uの外縁(外輪郭)が立方体をなす場合、X-Y-Zそれぞれの方向に等しい機械特性を得ることが可能になる。
 なお、単位部Uの外縁(外輪郭)は、立方体以外の直方体、あるいは、その他の形状をなしていてもよい。また、多孔質構造体1を構成する各単位部Uの構成及び/又は寸法は、完全に同一でなくてもよく、個々に少しずつ異なっていてもよい。多孔質構造体1の各単位部Uの外縁(外輪郭)が立方体以外の直方体をなす場合、多孔質構造体1の機能として、意図的な異方性を得ることが可能になる。例えば、多孔質構造体1を車両用のシートパッドに適用する場合、各単位部Uの外縁(外輪郭)を立方体以外の直方体とすることで、例えばZ方向(人が座る方向)には柔らかくして乗り心地を向上させること可能になる。
 図5~図10は、図1~図4の多孔質構造体1における1つ単位部Uを単独で示している。図5は、単位部Uを、図3とほぼ同じ方向から観ており、すなわち、単位部Uを、図1、図2、図4のD矢印の方向から観ている。図6は、図5の一部を拡大して観ている。図7及び図8は、同じ図面であり、単位部Uにおける、図5と同じ側の部分を下側から観ており、すなわち、単位部Uを、図3、図5のE矢印の方向から観ている。図7及び図8は、図面の見易さのために、それぞれ異なる破線、鎖線を付けている点のみで異なる。図9及び図10は、同じ図面であり、単位部Uにおける、図5とは逆側の部分を上側から観ており、すなわち、単位部Uを、図4、図5のF矢印の方向から観ている。図9及び図10は、図面の見易さのために、それぞれ異なる破線、鎖線を付けている点のみで異なる。参考のため、図1~図4におけるA矢印、B矢印、C矢印を、図5、図7~図10にも示している。
 図1~図10、図12~図14に示すように、多孔質構造体1の骨格部2は、複数の骨部2Bと、複数の結合部2Jと、から構成されており、骨格部2の全体が一体に構成されている。各図の例において、各骨部2Bは、それぞれ柱状に構成されており、また、本例では、それぞれ直線状に延在している。各結合部2Jは、それぞれ、互いに異なる方向に延在する複数(図の例では、2つ~6つ)の骨部2Bの延在方向の端部2Beどうしが互いに隣接する箇所で、これらの端部2Beどうしを結合している。
 図6、図7、図9等には、多孔質構造体1の一部分に、骨格部2の骨格線Oを示している。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の中心軸線であり、後述の骨一定部2B1の中心軸線と骨変化部2B2の中心軸線とからなる。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。
 また、図1~図10、図12~図14の各図面においては、骨格部2の各面が平坦であり、互いに隣接する一対の面どうしが突き合うエッジ部分(辺部分)がそれぞれ角張っている。ただし、本明細書で説明する各例において、骨格部2の各面のうち一部又は全部は、非平坦(例えば湾曲状)であってもよい。また、本明細書で説明する各例において、骨格部2の各エッジ部分は、滑らかに湾曲していてもよい。
 各図の例では、骨格部2を構成する各骨部2Bが、それぞれほぼ同じ形状及び寸法(長さ、断面積、幅等)を有している。ただし、各図の例に限らず、骨格部2を構成する各骨部2Bの形状及び/又は寸法(長さ、断面積、幅等)は、それぞれ同じでなくてもよく、例えば、一部の骨部2Bの形状及び/又は寸法(長さ、断面積、幅等)が他の骨部2Bとは異なっていてもよい。この場合、骨格部2のうちの特定の部分の骨部2Bの形状及び/又は寸法(長さ、断面積、幅等)を他の部分とは異ならせることで、意図的に異なる機械特性を得ることができる。例えば、後述する図15の例のように、多孔質構造体1を車両用のシートパッドに適用する場合、メインパッド部311の座面側(表面側)の部分11は乗り心地向上のため柔らかくし、サイドパッド部312を構成する部分12はホールド感を得るため硬くする、といったことができる。
 図11は、図1~図10、図13、図14の各例の骨部2Bを、単独で示している。図11(a)は骨部2Bに外力が加わっていない自然状態を示しており、図11(b)は骨部2Bに外力が加わった状態を示している。図11には、骨部2Bの中心軸線(骨格線O)を示している。
 図11(a)に示すように、図1~図10、図13、図14の各例において、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。骨変化部2B2は、断面積を徐々に変化させつつ延在する。当該各例において、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、これらの例に限らず、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。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。
 図1~図10、図13、図14の各例では、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。例えば、多孔質構造体1を着座用のクッション材(シートパッド等)として用いる場合、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。
 図1~図10、図12~図14の各例では、骨部2Bが、その少なくとも一部分において骨一定部2B1を有している。これらの例のように、骨部2Bが、その少なくとも一部分において骨一定部2B1を有している場合、骨部2Bのいずれか一方側(好ましくは両側)の端2B21の断面積A1(図11(a))に対する、骨一定部2B1の断面積A0(図11(a))の比A0/A1は、
  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、クッション材の特性として、また特に着座用のクッション材の特性として、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。例えば、多孔質構造体1を着座用のクッション材(シートパッド等)として用いる場合、着座する際の、特に着座し始めのタイミングで、着座者に、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、クッション材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。よって、比A0/A1は0.15以上であると好適である。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、クッション材の特性として好ましくなくなるおそれがある。よって、比A0/A1は2.0以下であると好適である。
 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1~図10、図13、図14の各例では、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、クッション材の特性として、また特に着座用のクッション材の特性として、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。
 なお、図1~図10、図13、図14の各例に代えて、骨変化部2B2は、断面積を徐々に減少させつつ、骨一定部2B1から結合部2Jまで延在していてもよい。この場合、骨一定部2B1は、骨変化部2B2よりも、断面積が大きく(太く)なる。これにより、外力が加わる際に、骨一定部2B1が変形しにくくなり、代わりに、比較的座屈しやすい箇所が骨変化部2B2(特に、結合部2J側の部分)となり、ひいては、多孔質構造体1が圧縮変形しにくくなる。これにより、多孔質構造体1の表面のタッチ感がより硬くなり、また、高硬度の機械特性が得られる。例えば、多孔質構造体1を着座用のクッション材として用いる場合、着座する際の、特に着座し始めのタイミングで、着座者に、より硬い感触を与えるようになる。このような挙動は、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は得ることができない。このような構成により、硬めの感触を好むユーザに対応できる。このような硬い感触は、例えば、素早い加減速や斜線変更を行うようなスポーツ車のシートパッドにおける、着座者に好まれるものである。
 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。
 あるいは、図12に一部点線で示す第1変形例のように、骨部2Bは、骨変化部2B2を有さずに、骨一定部2B1のみからなるものでもよい。この場合、骨部2Bの断面積は、その全長にわたって一定になる。そして、外力が加わる際における多孔質構造体1の表面のタッチ感は、中程度の硬さになる。このような構成により、中程度の硬さの感触を好むユーザに対応できる。また、高級車やスポーツ車など、あらゆる車種のシートパッドに好適に適用できる。
 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。
 図1~図10、図13、図14の各例において、骨格部2を構成する各骨部2Bは、骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有しており、骨一定部2B1が、骨変化部2B2及び結合部2Jよりも、断面積が小さい。より具体的には、骨一定部2B1の断面積は、骨変化部2B2及び結合部2Jのそれぞれのどの部分(ただし、骨一定部2B1と骨変化部2B2との境界部分を除く)の断面積よりも、小さい。すなわち、骨一定部2B1は、骨格部2の中で最も断面積が小さい(細い)部分である。これにより、上述したことと同様に、外力が加わる際に、骨一定部2B1が変形しやすくなり、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。
 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、これらの例に限らず、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のうち一部又は全部の骨部2Bにおいて、骨部2Bが骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有する場合、骨一定部2B1の断面積は、骨変化部2B2及び結合部2Jのそれぞれのどの部分(ただし、骨一定部2B1と骨変化部2B2との境界部分を除く)の断面積よりも大きくてもよい。
 同様に、図1~図10、図13、図14の各例において、骨格部2を構成する各骨部2Bは、骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有しており、骨一定部2B1が、骨変化部2B2及び結合部2Jよりも、幅が小さい。より具体的には、骨一定部2B1の幅は、骨変化部2B2及び結合部2Jのそれぞれのどの部分(ただし、骨一定部2B1と骨変化部2B2との境界部分を除く)の幅よりも、小さい。すなわち、骨一定部2B1は、骨格部2の中で最も幅が小さい(細い)部分である。これによっても、外力が加わる際に骨一定部2B1が変形しやすくなり、それにより、多孔質構造体1の表面のタッチ感がより柔らかくなる。なお、これらの例においては、上述のように、比A0/A1は1.0未満である。
 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11(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、これらの例に限らず、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のうち一部又は全部の骨部2Bにおいて、骨部2Bが骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有する場合、骨一定部2B1の幅は、骨変化部2B2及び結合部2Jのそれぞれのどの部分(ただし、骨一定部2B1と骨変化部2B2との境界部分を除く)の幅よりも大きくてもよい。この場合、比A0/A1は1.0超となる。
 本明細書で説明する各例において、各図の例のように、骨部2Bが、その少なくとも一部分において骨一定部2B1を有している場合、多孔質構造体1の構造の簡単化、ひいては、3Dプリンタによる製造のし易さの観点や、クッション材(特にシートパッド、さらに特には車両用シートパッド)としての特性を向上させる観点からは、骨一定部2B1の幅W0(図11、)は、0.05mm以上であると好適であり、0.10mm以上であるとより好適であり、0.20mm以上であるとさらに好適である。幅W0が0.05mm以上の場合、高性能な3Dプリンタの解像度で造形可能であり、0.10mm以上の場合、高性能な3Dプリンタだけでなく汎用の3Dプリンタの解像度でも造形可能である。
 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(特にシートパッド、さらに特には車両用シートパッド)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11)は、2.0mm以下であると好適である。
 なお、図12の例のように、骨部2Bが骨一定部2B1のみからなる場合、骨一定部2B1の幅W0とは、骨部2Bの幅W0と同じである。
 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。
 図1~図10、図13、図14の各例において、骨格部2を構成する各骨部2Bは、骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有しており、骨変化部2B2が、その側面に、1又は複数(本例では、3つ)の傾斜面2B23を有しており、この傾斜面2B23は、骨変化部2B2の延在方向に対して傾斜(90°未満で傾斜)しているとともに、骨一定部2B1から結合部2Jに向かうにつれて、幅W2が徐々に増大している。
 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、これらの図の例では、骨変化部2B2が有する複数の傾斜面2B23の全てがこの構成を満たしているが、骨変化部2B2が有する複数の傾斜面2B23のうち一部の傾斜面2B23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、これらの図の例では、骨変化部2B2が有する複数の傾斜面2B23が互いに合同であるが、骨変化部2B2が有する複数の傾斜面2B23が互いに合同でなくてもよく、互いに形状及び/又は寸法が異なっていてもよい。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のうち一部又は全部の骨部2Bにおいて、骨部2Bが骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有する場合、骨変化部2B2の各傾斜面2B23は、骨一定部2B1から結合部2Jに向かうにつれて、幅W2が徐々に減少していてもよい。この場合、比A0/A1は1.0超となる。
 本明細書で説明する各例においては、骨格部2を構成する各骨部2Bのうち全部又は一部(好適には、全部)の骨部2Bにおいて、骨部2B(骨部2Bが骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有する場合、骨一定部2B1及び/又は骨変化部2B2)の断面形状は、多角形(好適には正多角形)又は円形であると、好適である。例えば、図1~図10、図13、図14の各例において、骨格部2を構成する各骨部2Bにおいては、骨部2B(より具体的には、骨一定部2B1及び骨変化部2B2)の断面形状が、多角形(より具体的には、正三角形)である。
 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。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、骨部2Bの断面形状、骨一定部2B1の断面形状、骨変化部2B2の断面形状は、それぞれ、骨部2B、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、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、本明細書で説明する各例においては、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、骨部2B(骨部2Bが骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有する場合、骨一定部2B1及び/又は骨変化部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、同様の効果が得られる。また、骨部2Bが骨一定部2B1及び骨変化部2B2を有する場合、骨一定部2B1と骨変化部2B2は、それぞれの断面形状が、互いに同じでもよいし、互いに異なるものでもよい。
 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、骨一定部2B1を有さずに、断面積を徐々に変化させつつ延在する骨変化部2B2のみを有していてもよい。この場合、骨変化部2B2は、骨部2Bの全体にわたって骨部2Bの延在方向の一方側から他方側に向かうにつれて断面積が徐々に増加又は減少するものであってもよいし、あるいは、骨部2Bの延在方向の一方側から他方側に向かうにつれて断面積が徐々に増加する部分と骨部2Bの延在方向の一方側から他方側に向かうにつれて断面積が徐々に減少する部分とをそれぞれ1つ以上ずつ含むものであってもよい。
 本明細書で説明する各例において、多孔質構造体1の体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合(VB×100/VS [%])が、3~10%であると、好適である。この構成により、多孔質構造体1に外力が付加されたときに多孔質構造体1に生じる反力、ひいては、多孔質構造体1の硬さを、クッション材として、特には着座用のクッション材(シートパッド等)として、さらに特には車両用のシートパッドとして、良好なものにすることができる。
 ここで、「多孔質構造体1の体積VS」とは、多孔質構造体1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が設けられる場合は膜3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。
 多孔質構造体1を構成する材料を同じとして考えたとき、多孔質構造体1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、多孔質構造体1は硬くなる。また、多孔質構造体1の体積VSのうち、骨格部2の占める体積の割合VBが低いほど、多孔質構造体1は柔らかくなる。
 多孔質構造体1に外力が付加されたときに多孔質構造体1に生じる反力、ひいては、多孔質構造体1の硬さを、クッション材として、特には着座用のクッション材として、良好なものにする観点からは、多孔質構造体1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、多孔質構造体1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、多孔質構造体1の各単位部Uの寸法を変えずに、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。
 その一例として、図13に示す第2変形例では、点線で示すように、骨格部2を構成する各骨部2Bの太さ(断面積)、及び、骨格部2を構成する各結合部Jの大きさ(断面積)を、実線で示す多孔質構造体1(図8の例)よりも増大させることにより、多孔質構造体1の体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合を増大させている。
 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25%硬度は、60~500Nが好適であり、100~450Nがより好適である。ここで、多孔質構造体1の25%硬度(N)は、インストロン型圧縮試験機を用いて、23℃、相対湿度50%の環境にて、多孔質構造体を25%圧縮するのに要する荷重(N)を測定して得られる測定値であるものとする。
 図1~図14に示す各例において、骨格部2は、第1セル孔C1を内部に区画する第1セル区画部21を複数(第1セル孔C1の数だけ)有している。
 各図の例において、各第1セル区画部21は、それぞれ、複数(具体的には、14つ)の第1環状部211を有している。各第1環状部211は、それぞれ、環状に構成されている。第1セル区画部21の複数の第1環状部211は、それぞれ、それぞれの環状の内周側縁部2111によって、平坦な第1仮想面V1を区画している。第1仮想面V1は、その外縁が第1環状部211の内周側縁部2111によって区画された、仮想閉平面である。第1セル区画部21を構成する複数の第1環状部211は、それぞれの内周側縁部2111によって区画する第1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。
 第1セル孔C1は、第1セル区画部21を構成する複数の第1環状部211と、これら複数の第1環状部211がそれぞれ区画する複数の第1仮想面V1とによって、区画されている。概略的に言えば、第1環状部211は、第1セル孔C1のなす立体形状の辺を区画する部分であり、第1仮想面V1は、第1セル孔C1のなす立体形状の構成面を区画する部分である。
 このような構成により、外力の付加・解除に応じた多孔質構造体1の圧縮・復元変形の挙動が、クッション材として、特には着座用のクッション材(シートパッド等)として、より良好になる。すなわち、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。
 各図の例のように、第1セル区画部21の各第1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と、好適である。このような構成により、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。
 各図の例のように、互いに連結された一対の第1環状部211どうしの連結部分は、これら一対の第1環状部211に共有される、1つの骨部2Bと、当該骨部2Bの両側の一対の結合部2Jと、から構成されていると、好適である。このような構成により、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。
 各図の例において、第1環状部211は、当該第1環状部211に隣接する一対の第1セル区画部21(すなわち、当該第1環状部211を間に挟んだ一対の第1セル区画部21)によって共有されている。言い換えれば、第1環状部211は、当該第1環状部211に隣接する一対の第1セル区画部21のそれぞれの一部を構成している。
 これにより、仮に、第1環状部211が、当該第1環状部211に隣接する一対の第1セル区画部21(すなわち、当該第1環状部211を間に挟んだ一対の第1セル区画部21)によって共有されておらず、すなわち、当該一対の第1セル区画部21が互いから独立して構成されており、それぞれの第1環状部211が互いに隣接又は互いから離間して形成されている場合や、それぞれの第1環状部211の間にリブ等が介在している場合に比べて、第1セル孔C1どうしの間の隙間(間隔)(ひいては、第1セル孔C1どうしの間の骨格部2の肉部分)を小さくすることができるので、多孔質構造体1のクッション材(特にはシートパッド、さらに特には車両用シートパッド)としての特性を向上できる。よって、3Dプリンタによって、クッション性のある多孔質構造体1を容易に製造することができる。
 なお、骨格部2を構成する各第1環状部211がこの構成を満たしていると好適であるが、骨格部2を構成する各第1環状部211のうち一部の第1環状部211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。
 同様の観点から、本明細書で説明する各例において、互いに隣接する一対の第1セル区画部21の骨格線Oどうしは、当該一対の第1セル区画部21によって共有される第1環状部211において、一致していると、好適である。
 各図の例において、第1仮想面V1は、第1仮想面V1の一方側の面(第1仮想面V1の表面)によって、ある1つの第1セル孔C1の一部を区画しているとともに、当該第1仮想面V1の他方側の面(第1仮想面V1の裏面)によって、別の第1セル孔C1の一部を区画している。言い換えれば、第1仮想面V1は、その表裏両側の面によって別々の第1セル孔C1の一部を区画している。さらに言い換えれば、第1仮想面V1は、当該第1仮想面V1に隣接する一対の第1セル孔C1(すなわち、当該第1仮想面V1を間に挟んだ一対の第1セル孔C1)によって共有されている。
 これにより、仮に、第1仮想面V1が、当該第1仮想面V1に隣接する一対の第1セル孔C1(すなわち、当該第1仮想面V1を間に挟んだ一対の第1セル孔C1)によって共有されておらず、すなわち、当該一対の第1セル孔C1の第1仮想面V1が互いから離間した位置にある場合に比べて、第1セル孔C1どうしの間の隙間(間隔)を小さくすることができるので、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。
 なお、骨格部2を構成する各第1仮想面V1がこの構成を満たしていると好適であるが、骨格部2を構成する各第1仮想面V1のうち一部の第1仮想面V1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。
 本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、互いに隣接する一対の第1セル区画部21によって共有される第1環状部211の骨格線Oは、当該一対の第1セル区画部21のうち前記共有される第1環状部211に隣接する部分の骨格線Oのそれぞれと、連続している(図1、図7等参照)と、好適である。
 これにより、多孔質構造体のクッション材としての特性がより良好になる。
 同様の観点から、本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、互いに隣接する一対の第1セル区画部21の骨格線Oどうしは、当該一対の第1セル区画部21によって共有される第1環状部211において、一致していると、好適である。
 また、同様の観点から、本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、互いに隣接する一対の第1セル区画部21によって共有される第1環状部211を構成する骨部2Bの断面積(例えば、骨一定部2B1の断面積)が、当該一対の第1セル区画部21のうち前記共有される第1環状部211に隣接する部分を構成する骨部2Bの断面積(例えば、骨一定部2B1の断面積)のそれぞれと、同じであると、好適である。
 なお、骨格部2において互いに隣接する一対の第1セル区画部21によって共有される第1環状部211の全てがこの構成を満たしていると好適であるが、骨格部2において互いに隣接する一対の第1セル区画部21によって共有される第1環状部211のうち一部の第1環状部211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。
 本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、互いに連結された一対の第1環状部211どうしの連結部分の骨格線Oは、当該一対の第1環状部211のうち前記連結部分に隣接する部分の骨格線Oのそれぞれと、連続していると、好適である(図1、図7参照)。
 これにより、多孔質構造体のクッション材としての特性がより良好になる。
 同様の観点から、本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、互いに連結された一対の第1環状部211の骨格線Oどうしは、当該一対の第1環状部211どうしの連結部分において、一致していると、好適である。
 また、同様の観点から、本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、互いに隣互いに連結された一対の第1環状部211どうしの連結部分を構成する骨部2Bの断面積(例えば、骨一定部2B1の断面積)が、当該一対の第1環状部211のうち前記連結部分に隣接する部分を構成する骨部2Bの断面積(例えば、骨一定部2B1の断面積)のそれぞれと、同じであると、好適である。
 なお、骨格部2において互いに連結された一対の第1環状部211どうしの連結部分の全てがこの構成を満たしていると好適であるが、骨格部2において互いに連結された一対の第1環状部211どうしの連結部分のうち一部の連結部分のみが、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。
 図1~図10、図12~図13の各例において、各第1仮想面V1は、膜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、第1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、多孔質構造体1の通気性を向上できるとともに、外力の付加・解除に応じた多孔質構造体1の圧縮・復元変形がし易くなる。
 各図の例において、第1セル区画部21を構成する複数(図の例では、14つ)の第1環状部211は、それぞれ、1つ又は複数(図例では、6つ)の第1小環状部211Sと、1つ又は複数(図の例では、8つ)の第1大環状部211Lと、を含んでいる。各第1小環状部211Sは、それぞれ、その環状の内周側縁部2111によって、平坦な第1小仮想面V1Sを区画している。各第1大環状部211Lは、それぞれ、その環状の内周側縁部2111によって、平坦かつ第1小仮想面V1Sよりも面積の大きな第1大仮想面V1Lを区画している。第1小仮想面V1S、第1大仮想面V1Lは、それぞれ、仮想閉平面である。
 図1、図7、図9等には、骨格部2のうち、第1セル区画部21を構成する部分の骨格線Oの一部を示している。これらの図面から判るように、各図の例において、第1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、第1大仮想面V1Lも、略正6角形をなしている。また、各図の例において、第1小環状部211Sは、その骨格線Oが正4角形(正方形)をなしており、それに伴い、第1小仮想面V1Sも、略正4角形をなしている。このように、各図の例において、第1小仮想面V1Sと第1大仮想面V1Lとは、面積だけでなく、形状も異なる。
 各第1大環状部211Lは、それぞれ、複数(各図の例では、6つ)の骨部2Bと、これらの複数の骨部2Bの延在方向の端部2Beどうしを結合する複数(各図の例では、6つ)の結合部2Jと、から構成されている。各第1小環状部211Sは、それぞれ、複数(各図の例では、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(各図の例では、4つ)の結合部2Jと、から構成されている。
 そして、各図の例において、骨格部2を構成する複数の第1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。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、各第1セル区画部21によって区画される第1セル孔C1も、略ケルビン14面体をなしている。図1~図14の各例では、各骨部2Bが、骨一定部2B1だけでなく、その両側に骨変化部2B2を有していることから、第1セル孔C1の形状は、数学的な(完全な)ケルビン14面体をなしているわけではない。骨格部2を構成する複数の第1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、複数の第1セル区画部21の骨格線Oどうしの間には、隙間がない。
 このように、各図の例において、骨格部2を構成する複数の第1セル区画部21の骨格線Oは、それぞれ多面体(各図の例では、ケルビン14面体)をなしており、それに伴い、第1セル孔C1が略多面体(各図の例では、略ケルビン14面体)をなしているため、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り、より多くのセル孔Cを多孔質構造体1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、特には着座用のクッション材として、より良好になる。なお、セル孔C間の隙間(間隔)とは、セル孔Cを区画する骨格部2の肉部分(骨部2Bや結合部2J)に相当する。
 また、各図の例において、骨格部2を構成する複数の第1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を構成する第1セル孔C1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。
 第1セル区画部21の骨格線Oのなす多面体(ひいては、第1セル孔C1のなす略多面体)としては、各図の例に限らず、任意のものが可能である。
 例えば、骨格部2を構成する複数の第1セル区画部21の骨格線Oのなす多面体(ひいては、第1セル孔C1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を構成する複数の第1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を構成する複数の第1セル区画部21の骨格線Oがなす多面体(ひいては、第1セル孔C1のなす略多面体)は、各図の例のように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を構成する複数の第1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、第1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、第1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を構成する複数の第1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を構成する複数の第1セル区画部21の骨格線Oのなす多面体(ひいては、第1セル孔C1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を構成する複数の第1セル区画部21のうちの一部又は全部の第1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を構成する複数の第1セル孔C1のうちの一部又は全部の第1セル孔C1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。
 本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、第1セル区画部21を構成する複数の第1環状部211が、大きさの異なる第1小環状部211Sと第1大環状部211Lとを含むと好適である。これにより、多孔質構造体1を構成する第1セル孔C1間の隙間(間隔)をより小さくすることが可能になり、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、各図の例のように、第1小環状部211Sと第1大環状部211Lとの形状が異なる場合、多孔質構造体1を構成する第1セル孔C1間の隙間(間隔)をさらに小さくすることが可能になり、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。
 ただし、第1セル区画部21を構成する複数の第1環状部211は、それぞれ、大きさ及び/又は形状(種類)が互いに同じでもよい。第1セル区画部21を構成する各第1環状部211の大きさ及び形状が同じである場合も、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。
 本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、多孔質構造体1を構成する各第1環状部211のうち、一部又は全部(各図の例では全部)の第1環状部211の骨格線Oが、多角形状(各図の例では、正6角形及び正4角形)をなしていると、好適である。同様に、多孔質構造体1を構成する各第1仮想面V1のうち、一部又は全部(各図の例では全部)の第1仮想面V1が、略多角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1を構成する第1セル孔C1どうしの間隔をより小さくすることが可能になる。また、外力の付加・解除に応じた多孔質構造体1の圧縮・復元変形の挙動が、クッション材として、特には着座用のクッション材として、より良好になる。また、第1環状部211の形状(ひいては第1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。なお、多孔質構造体1を構成する各第1環状部211(ひいては第1仮想面V1)がこの構成を満たしていると好適であるが、多孔質構造体1を構成する各第1環状部211(ひいては第1仮想面V1)のうち、少なくとも1つの第1環状部211(ひいては第1仮想面V1)が、この構成を満たしている場合も、程度の差はあり得るものの、同様の効果が得られる。
 なお、多孔質構造体1を構成する各第1環状部211(ひいては第1仮想面V1)のうち、少なくとも1つの第1環状部211の骨格線O(ひいては第1仮想面V1)が、本例のような正6角形、正4角形以外の任意の多角形状、あるいは、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。第1環状部211の骨格線O(ひいては第1仮想面V1)の形状が円(真円、楕円等)である場合は、第1環状部211の骨格線O(ひいては第1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、第1環状部211の骨格線O(ひいては第1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、当該第1仮想面V1を区画する第1環状部211が、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)。
 本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、1つの第1セル区画部21の第1大環状部211Lの少なくとも1つ(各図の例では3つ)の骨部2Bは、それぞれ、当該第1セル区画部21に隣接する他の1つの第1セル区画部21の第1小環状部211Sによって共有されていると、好適である。これにより、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。
 本明細書で説明する各例においては、各図の例のように、第1セル孔C1は、第1セル区画部21を構成する複数の第1環状部211と、これら複数の第1環状部211がそれぞれ区画する複数の第1仮想面V1とによって、区画されており、第1セル区画部21を構成する複数の第1環状部211は、それぞれの内周側縁部2111によって区画する第1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と、好適である。これにより、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。
 図1~図10、図12~図14に示す各例において、骨格部2は、第2セル孔C2を内部に区画する第2セル区画部22を複数(第2セル孔C2の数だけ)有している。
 図1、図2、図5~図10(特に図6)に示すように、各第2セル区画部22は、それぞれ、複数(これらの図の例では、2つ)の第2環状部222を有している。各第2環状部222は、それぞれ、環状に構成されている。第2セル区画部22の複数の第2環状部222は、それぞれ、それぞれの環状の内周側縁部2221によって、平坦な第2仮想面V2を区画している。第2仮想面V2は、その外縁が第2環状部222の内周側縁部2221によって区画された、仮想閉平面である。第2セル区画部22を構成する各第2環状部222は、それぞれの内周側縁部2221によって区画する第2仮想面V2どうしが交差(本例では、直交)するように互いに連結されている。
 第2セル孔C2は、第2セル区画部22を構成する各第2環状部のそれぞれの内周側縁部2221と、これらの内周側縁部2221どうしを連結する仮想面とによって、区画されている。
 このような構成により、外力の付加・解除に応じた多孔質構造体1の圧縮・復元変形の挙動が、クッション材として、特には着座用のクッション材(シートパッド等)として、より良好になる。すなわち、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。
 図6には、単位部Uのうち、第2セル区画部22を構成する部分の骨格線Oを示している。図6から判るように、 図1~図10、図12~図14の各例において、第2セル区画部22を構成する各第2環状部222は、それぞれ、その骨格線Oが正4角形をなしており、それに伴い、第2仮想面V2も、略正4角形をなしている。
 そして、図1~図10、図12~図14の各例において、骨格部2を構成する複数の第2セル区画部22の骨格線Oは、それぞれ、正8面体をなしている。正8面体は、8つの正3角形の構成面から構成される、多面体である。ただし、これらの例において、第2セル区画部22の骨格線Oは、当該骨格線Oのなす多面体(正8面体)の各辺のうち一部の辺のみを構成している。これに伴い、各第2セル区画部22によって区画される第2セル孔C2も、略正8面体をなしている。図1~図10、図12~図14の各例では、各骨部2Bが、骨一定部2B1だけでなく、その両側に骨変化部2B2を有していることから、第1セル孔C1の形状は、数学的な(完全な)正8体をなしているわけではない。
 図1~図10、図12~図14の各例においては、図4や図10に示すように、第2セル孔C2は、その一部分が、当該第2セル孔C2に隣接する(すなわち、当該第2セル孔C2を間に挟んだ)一対の第1セル孔C1の内部に入っており、すなわち、これら一対の第1セル孔C1と第2セル孔C2とが、一部分で重複している。これにより、仮に第1セル孔C1と第2セル孔C2とが、互いに重複していない場合に比べて、多孔質構造体1を構成するセル孔Cの総数を増やすことができ、ひいては、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。ただし、第1セル孔C1と第2セル孔C2とは、互いに重複しないように配置されていてもよい。
 図1~図10、図12~図14の各例のように、多孔質構造体1が第2セル区画部22を有する場合、各第2環状部222は、それぞれ、複数(これらの図の例では、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(これらの図の例では、4つ)の結合部2Jと、から構成されている(図6参照)と、好適である。このような構成により、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。
 図1~図10、図12~図14の各例のように、多孔質構造体1が第2セル区画部22を有する場合、第2セル区画部22を構成する各第2環状部222どうしの連結部分は、各第2環状部222に共有される、2つの結合部2Jで構成されていると、好適である。このような構成により、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、これらの図の例において、第2セル区画部22を構成する各第2仮想面V2の形状及び面積は、互いに同じである。
 図1~図10、図12~図14の各例のように、多孔質構造体1が第2セル区画部22を有する場合、第2セル孔C2の直径は第1セル孔C1の直径よりも小さいと、好適である。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クッション材の特性を、再現し易くなる。
 ただし、第2セル孔C2の直径は第1セル孔C1の直径以上であってもよい。
 図1~図10、図12~図14の各例のように、多孔質構造体1が第2セル区画部22を有する場合、第2セル区画部22の骨格線Oのなす多面体(ひいては、第2セル孔C2のなす略多面体)としては、各図の例に限らず、任意のものが可能である。
 例えば、骨格部2を構成する複数の第2セル区画部22の骨格線Oのなす多面体は、それぞれ、骨格部2を構成する複数の第1セル区画部21の骨格線Oのなす多面体とは異なる種類のものであると、好適である。例えば、各図の例のように、骨格部2を構成する複数の第1セル区画部21の骨格線Oがそれぞれケルビン14面体をなす場合、骨格部2を構成する複数の第2セル区画部22の骨格線Oは、それぞれ、ケルビン14面体以外の多面体(図1~図10、図12~図14の各例では、正8面体)をなしていると、好適である。
 骨格部2を構成する複数の第2セル区画部22の骨格線Oのなす多面体(ひいては、第2セル孔C2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を構成する複数の第2セル区画部22のうちの一部又は全部の第2セル区画部22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を構成する複数の第2セル孔C2のうちの一部又は全部の第2セル孔C2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。
 なお、図1~図10、図12~図14の各例のように、多孔質構造体1が第2セル区画部22を有する場合、第2セル区画部22を構成する各第2環状部222の骨格線Oの形状(ひいては、各第2仮想面V2の形状)は、本例に限らず、正4角形以外の任意の多角形状、あるいは、多角形状以外の平面形状(例えば、円(真円、楕円等))をなしてよい。第2環状部222の骨格線O(ひいては、第2仮想面V2)の形状が略多角形状あるいは円(真円、楕円等)である場合は、第2環状部222の骨格線O(ひいては、第2仮想面V2)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。例えば、第2環状部222の骨格線O(ひいては、第2仮想面V2)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、当該第2仮想面V2を区画する第2環状部222が、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)。
 図1~図10、図12~図14の各例において、第2セル区画部22を構成する2つの第2環状部222のうちの1つは、第1環状部211(より具体的には、第1小環状部211S)をも構成している。ただし、これらの例において、第1セル区画部21を構成する複数の第1小環状部211Sのうち一部の第1小環状部211Sのみが、第2環状部222をも構成している。
 図1~図10、図12~図14の各例において、各第2仮想面V2は、膜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、第2仮想面V2を通じて、セル孔Cどうし(特に、第1セル孔C1及び第2セル孔C2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、多孔質構造体1の通気性を向上できるとともに、外力の付加・解除に応じた多孔質構造体1の圧縮・復元変形がし易くなる。
 図1~図10、図12~図14の各例のように、多孔質構造体1が第2セル区画部22を有する場合、第2セル区画部22を構成する各第2環状部222は、それぞれの内周側縁部2221によって区画する第2仮想面V2どうしが交差(本例では、直交)するように互いに連結されており、第2セル孔C2は、第2セル区画部22を構成する各第2環状部のそれぞれの内周側縁部2221と、これらの内周側縁部2221どうしを滑らかに連結する仮想面とによって、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材としての特性を向上できる。
 なお、図1~図10、図12~図14の各例において、1つの第1セル孔C1は、X、Y、Zの各方向にそれぞれ2個ずつ配列された、計8個の単位部U(図5、図7~図10)から、構成されている。また、1個の単位部Uは、複数の第1セル孔C1のそれぞれの一部分を構成している。一方、第2セル孔C2は、1つの単位部Uにつき2個ずつ配置されている。
 ただし、これらの例に限らず、多孔質構造体1の各セル孔Cは、それぞれ、任意の数の単位部Uから構成されてもよいし、また、各単位部Uは、それぞれ、任意の数のセル孔Cを構成してもよい。
 ただし、多孔質構造体1は、第2セル区画部22を有さずに、第1セル区画部21のみを有していてもよい。
 本明細書で説明する各例において、多孔質構造体1は、直径が5mm以上のセル孔Cを少なくとも1つ(好適には複数)有する。これにより、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る。多孔質構造体1の各セル孔Cの直径が5mm未満であると、多孔質構造体1の構造が複雑になりすぎる結果、多孔質構造体1の3次元形状を表す3次元形状データ(CADデータ等)、あるいは、その3次元形状データに基づき生成される3D造形用データを、コンピュータ上で生成するのが難しくなるおそれがある。
 なお、従来のクッション性を有する多孔質構造体は、上述のように、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を形成することはできなかった。しかし、本発明の発明者は、多孔質構造体が直径5mm以上のセル孔Cを有する場合でも、クッション材としての特性として従来と同等のものが得られることを、新たに見い出した。そして、多孔質構造体が直径5mm以上のセル孔Cを有するようにすることにより、3Dプリンタによる製造がし易くなるのである。
 また、多孔質構造体1が直径5mm以上のセル孔Cを有することにより、多孔質構造体1の通気性や変形し易さを向上しやすくなる。
 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、多孔質構造体1は、少なくとも1つ(好適には複数)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、多孔質構造体1のセル孔Cが大きすぎると、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、例えば多孔質構造体1をシートパッドに適用する場合等に、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としての特性を向上させる観点から、多孔質構造体1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を構成する複数のセル孔Cのうち、少なくとも各第1セル孔C1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。また、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、より好適である。
 なお、セル孔Cの直径は、各図の例のようにセル孔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。
 また、多孔質構造体1のセル孔Cが小さすぎると、3Dプリンタを用いた多孔質構造体1の製造(造形)がしにくくなる。3Dプリンタを用いた多孔質構造体1の製造を容易にする観点から、多孔質構造体1を構成する各セル孔Cのうち、最小の直径を有するセル孔C(図1~図10、図12~図14の各例では、第2セル孔C2)の直径が、0.05mm以上であると好適であり、0.10mm以上であるとより好適である。最小の直径を有するセル孔C(図1~図10、図12~図14の各例では、第2セル孔C2)の直径が、0.05mm以上の場合、高性能な3Dプリンタの解像度で造形可能であり、0.10mm以上の場合、高性能な3Dプリンタだけでなく汎用の3Dプリンタの解像度でも造形可能である。
 図14に示す第3変形例のように、多孔質構造体1は、多孔質構造体1を構成する各第1仮想面V1のうちの少なくとも1つが、膜3で覆われていてもよい。膜3は、骨格部2と同じ材料からなり、骨格部2と一体に構成される。膜3によって、第1仮想面V1を間に挟んだ2つの第1セル孔C1どうしが非連通状態になり、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を構成する各第1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。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、車内のエアコンの効き及び耐ムレ性を高めるとともに、乗り心地を高める観点からは、多孔質構造体1を構成する各第1仮想面V1の全てが膜3で覆われているのは好ましくなく、言い換えれば、多孔質構造体1を構成する各第1仮想面V1のうち少なくとも1つ(好適には複数)が膜3で覆われておらず開放されていることが好ましい。
 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、車内のエアコンの効き及び耐ムレ性を高めたり、乗り心地を高める観点からは、多孔質構造体1の通気性は、100~700cc/cm2/secが好適であり、150~650cc/cm2/secがより好適であり、200~600cc/cm2/secがさらに好適である。ここで、多孔質構造体1の通気性(cc/cm2/sec)は、JIS K 6400-7に準拠して測定されるものとする。また、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の共振倍率は、3倍以上8倍未満が好適であり、3倍以上5倍以下がより好適である。
 なお、従来の多孔質構造体は、上述のように、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、各セルどうしを連通する連通孔における膜を、所期したとおりの位置及び個数で形成することは難しかった。図14の例のように、多孔質構造体1を3Dプリンタで製造する場合は、3Dプリンタに読み込まれる3D造形用データに、予め膜3の情報も含めることで、確実に、所期したとおりの位置及び個数で膜3を形成することが可能である。
 同様の観点から、多孔質構造体1を構成する各第1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、多孔質構造体1を構成する各第1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。また、膜3は、第2セル区画部22を構成する複数の第2環状部222どうしを連結して第2セル孔C2の一部を覆うように設けられていてもよい。
 上述したように、本発明の多孔質構造体は、クッション材に用いられるのが好適であり、着座用のクッション材(シートパッド等)に用いられるのがより好適であり、車両用シートパッドに用いられるのがさらに好適である。
 一例として、図15に、図1の例の多孔質構造体1を備えた車両用シートパッド300を示す。図15の例における車両用シートパッド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、上述した任意の例の多孔質構造体1から構成されることができる。
 図15では、車両用シートパッド300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、表記している。
 クッションパッド310は、着座者の臀部及び大腿部が載るように構成されたメインパッド部311と、メインパッド部311の左右両側に位置する一対のサイドパッド部322と、を有している。
 図15の例では、クッションパッド310とバックパッド320とが、それぞれ、別々の(別部材としての)多孔質構造体1から構成されている。クッションパッド310は、その全体が一体に構成されている。また、バックパッド320は、その全体が一体に構成されている。
 クッションパッド310及びバックパッド320を構成する多孔質構造体1は、それぞれ、3Dプリンタによって造形されたものである。
 ただし、クッションパッド310とバックパッド320とは、互いに一体に構成されてもよい。
 また、図15の例において、バックパッド320は、着座者の頭部を支持するためのヘッドレストとは別体に構成されているが、バックパッド320は、ヘッドレストと一体に構成されてもよい。
 また、多孔質構造体1は、車両用シートパッド300(クッションパッド310又はバックパッド320)のうちの一部のみを構成していてもよい。その場合、車両用シートパッド300(クッションパッド310又はバックパッド320)のうち残りの部分は、金型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とよい。
 つぎに、図16を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る多孔質構造体の製造方法を説明する。図16では、図15に示すクッションパッド310又はバックパッド320を構成する本発明の一実施形態に係る多孔質構造体1を、3Dプリンタにより製造する様子を一例として示している。ただし、以下に説明する多孔質構造体の製造方法は、任意の用途に用いられる多孔質構造体1を製造するために好適に使用できる。
 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。図16では、熱溶融積層方式(FDM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、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、本例のように熱溶融積層方式(FDM方式)を用いる場合、最終的に造形物(すなわち、多孔質構造体1)を構成するメイン材MMを吐出するように構成されたメイン材ノズル421と、造形中にメイン材MMを支持するサポート材SMを吐出するように構成されたサポート材ノズル422と、を有している。メイン材MMとしては、可撓性のある樹脂又はゴムを用いるのがよいが、特に、可撓性のある樹脂を用いるのが好適である。
 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にメイン材MM、サポート材SMを吐出させるよう制御しながら、各層を順次造形していく。このとき、多孔質構造体1のうち、空隙以外の部分(すなわち、骨格部2や膜3)を、メイン材MMによって造形し、多孔質構造体1の空隙部分を、サポート材SMによって形成する。
 3Dプリンタ400による造形が完了した後は、造形物からサポート材SMを除去する。それにより、最終的に、造形物として、多孔質構造体1(ひいては、クッションパッド310又はバックパッド320)が得られる。
 ここで、図示は省略するが、熱溶融積層方式(FDM方式)ではなく、光造形方式によって造形を行う場合について、説明する。
 この場合、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(図示せず)、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、紫外線レーザ光を照射するように構成されたレーザ照射器(図示せず)を有する。収容体440には、液体樹脂が充填されている。液体樹脂は、レーザ照射器から照射される紫外線レーザ光が当たると、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(ひいては、クッションパッド310又はバックパッド320)が得られる。
 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のクッション材としての特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。
 なお、図17に示す変形例のように、3Dプリンタ400による造形中に、配合が異なる複数種類の材料をメイン材MMとして用いてもよい。その場合、3Dプリンタ400は、複数のメイン材ノズル421を備えるとよい。これによって、例えば、造形物としての多孔質構造体1を、部位によって異なる配合の材料で構成することが可能になり、ひいては、部位によって特性(硬さ、通気性等)を異ならせることが可能になる。
 従来の金型等を用いる製造方法では、多孔質構造体を一体に構成しつつ、部位によって異なる配合の材料で構成することが難しかった。そのため、部位によって異なる配合の材料で構成する際には、異なる配合の材料で構成された複数の別部材の多孔質構造体をそれぞれ別々に製造し、それにより得られた各多孔質構造どうしを、接着剤等により貼り合わせる必要があった。そのため、製造にあたって、時間や手間が掛かっていた。
 しかし、3Dプリンタ400を用いれば、簡単に、また、短時間で、構造体を一体に構成しつつ、部位によって異なる配合の材料で構成することが可能になる。
 図18(a)は、図15のクッションパッド310の左右方向に平行なG-G線に沿った断面の一例を示している。図18(a)の例では、クッションパッド310を構成する多孔質構造体1が、メインパッド部311の表面側部分を構成する第1部分11と、サイドパッド部312を構成する第2部分12と、メインパッド部311の裏面側部分を構成する第3部分13と、を有しており、これらが一体に構成されている。
 このとき、第2部分12は、第1部分11よりも硬いと、好適である。これにより、着座者が、左右両側のサイドパッド部312によって、しっかりとホールドされている感覚を得ることができる。
 また、第1部分11は、第3部分13よりも硬いと、好適である。これにより、着座者が着座する際に、着座者が、着座し始めは柔らかく、後のほうで硬くなるような、着座感を感じることができる。
 なお、第2部分12と第3部分13は、硬さが同じでもよい。
 また、メインパッド部311の全体が、同じ硬さに構成されてもよい。
 多孔質構造体1の第1部分11、第2部分12、第3部分13の硬さを上述のように調整する方法としては、例えば、図17の例の製造方法を用いることにより、多孔質構造体1における第1部分11、第2部分12、第3部分13のそれぞれを構成する材料を異ならせる方法や、それに加えて/代えて、多孔質構造体1における第1部分11、第2部分12、第3部分13のそれぞれの、構成(骨格部2の構成(各セル孔の直径や形状、各骨部2Bの比A0/A1、各骨一定部2B1の幅W0等)、膜3の有無や数、各部分の体積のうち骨格部2の占める体積の割合等)を異ならせる方法を、用いるとよい。
 図18(b)は、図15のバックパッド320の左右方向に平行なH-H線に沿った断面の一例を示している。図18(b)の例では、バックパッド320を構成する多孔質構造体1が、メインパッド部321を構成する第1部分11と、サイドパッド部322を構成する第2部分12と、を有しており、これらが一体に構成されている。
 このとき、第2部分12は、第1部分11よりも硬いと、好適である。これにより、着座者が、左右両側のサイドパッド部322によって、しっかりとホールドされている感覚を得ることができる。
 多孔質構造体1の第1部分11、第2部分12の硬さを上述のように調整する方法としては、図18(a)の例と同様に、例えば、多孔質構造体1における第1部分11、第2部分12のそれぞれを構成する材料を異ならせる方法や、それに加えて/代えて、多孔質構造体1における第1部分11、第2部分12のそれぞれの、構成(骨格部2の構成(各セル孔の直径や形状、各骨部2Bの比A0/A1、各骨一定部2B1の幅W0等)、膜3の有無や数、各部分の体積のうち骨格部2の占める体積の割合等)を異ならせる方法を、用いるとよい。
 本発明の多孔質構造体の実施例の評価について、以下に説明する。
 [実施例1~2]
 本発明の多孔質構造体の実施例1~2は、それぞれPC上で作成される3D-CADモデルである。実施例1~2の多孔質構造体のモデルは、いずれも、図1~図10に示す例の形状を有しており、それぞれを構成する材料の物性(剛性等)は同じである。実施例1~2の多孔質構造体のモデルの体積は、一般的なシートパッドのテストブロック(より具体的には車両用シートパッド)と同等に、約500cm3である。実施例1~2の多孔質構造体のモデルは、それぞれの単位部Uの寸法が互いに異なり、それに伴い、それぞれの第1セル区画部21及び第2セル区画部22の大きさや骨格部2の太さが互いに異なるものである。
 表1は、実施例1~2のモデルにおける、各第1セル孔C1の直径と各骨一定部2B1の幅W0とを、示している。
 実施例1~2の各例について、製造性と、シートパッドに適用した場合の形状精度とを、評価する。
  (製造性の評価)
 製造性の評価では、各例の多孔質構造体のモデルを処理するPC(パーソナル・コンピュータ)への負荷が現実的であるかにつき評価する。近年において一般的なCAD用PCで処理できる場合は「○」と評価し、近年において比較的高いスペックを持つPCであれば処理できる場合には「△」と評価し、近年において比較的高いスペックを持つPCであっても処理できない(処理速度が極端に遅くなる、フリーズする等)場合には「×」と評価する(表1)。製造性の評価が高いほど、近年のコンピュータ処理能力を考慮した場合に、多孔質構造体の3次元形状を表す3次元形状データ(CADデータ)、及び、その3次元形状データに基づき生成される3D造形用データを、コンピュータ上で生成しやすく、また、その3D造形用データに従って3Dプリンタが造形しやすいことを意味する。
  (シートパッドに適用した場合の形状精度の評価)
 シートパッドに適用した場合の形状精度の評価では、各例の多孔質構造体のモデルの外縁(外輪郭)形状を、シートパッド(より具体的には車両用シートパッド)の形状にした場合に、求められる形状精度が得られるかについて評価する。一般的なシートパッドにおいて求められる形状(最小の曲率半径が約10mm程度)を形成できる場合は「○」と評価し、一般的なシートパッドにおいて求められる形状を形成することが難しい場合は「×」と評価する(表1)。シートパッドに適用した場合の形状精度の評価が高いほど、多孔質構造体をシートパッドに適用した場合の外観を向上できることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1からわかるように、直径が5mm以上のセル孔を有する実施例1~2は、十分に良好な製造性が得られるとともに、シートパッドに適用した場合の形状精度ひいては外観も良好になる。
 [実施例3]
 本発明の多孔質構造体の実施例3は、PC上で作成される3D-CADモデルである。実施例3の多孔質構造体のモデルは、図12に一部点線で示す例の形状を有している。実施例3のモデルは、各第1セル孔C1の直径が8mmである。
 表2は、実施例3のモデルにおける、各骨部2Bの比A0/A1を、示している。
 実施例3について、表面のタッチ感を、評価する。
  (表面のタッチ感の評価)
 表面のタッチ感の評価では、実施例3の多孔質構造体のモデルについて、荷重-たわみ線図を解析により作成し、作成した荷重-たわみ線図の初期(荷重掛け始め)の傾きを、表面のタッチ感として評価する(表2)。表面のタッチ感が柔らかいものほど、着座する際の、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2からわかるように、表面のタッチ感が中程度である実施例3は、高級車及びスポーツ車の両方のシートパッドへの適用性がよい。
 [実施例4~5]
 本発明の多孔質構造体の実施例4~5は、図1~図10に示す例の形状を有しており、多孔質構造体1の体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合(VB×100/VS [%])のみが、互いに異なるものである。実施例4~5の多孔質構造体は、それぞれの体積や各単位部Uの寸法、それぞれを構成する材料の物性(剛性等)が、同じである。実施例4~5は、いずれも、各第1セル孔C1の直径が8mmである。
 表3は、実施例4~5における、多孔質構造体1の体積VSのうち、骨格部2の占める体積VBの割合(VB×100/VS [%])を、示している。
 実施例4~5の各例について、25%硬度を、評価する。
  (25%硬度の評価)
 各例の多孔質構造体について、インストロン型圧縮試験機を用いて、23℃、相対湿度50%の環境にて、100mmのテストブロックの多孔質構造体を25%圧縮するのに要する荷重(N)を測定し、その測定値を、25%硬度とする(表3)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3からわかるように、実施例4~5においては、VB×100/VSの値が高くなるほど、25%硬度が高くなり、ひいては、多孔質構造体が硬くなる。実施例4~5における25%硬度は、クッション材として、特には着座用のクッション材(シートパッド等)として、さらに特には車両用のシートパッドとして、良好なものであり、特に、そのうち実施例4の25%硬度は、より良好なものである。
 本発明の多孔質構造体、及び、本発明の多孔質構造体の製造方法又は3D造形用データを用いて製造される多孔質構造体は、クッション材に用いられるのが好適であり、着座用のクッション材(シートパッド等)に用いられるのがより好適であり、車両用シートパッドに用いられるのがさらに好適である。
1:多孔質構造体、 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、 3:膜、 11:多孔質構造体の第1部分、 12:多孔質構造体の第2部分、 13:多孔質構造体の第3部分、 21:第1セル区画部、 22:第2セル区画部、  211:第1環状部、 211L:第1大環状部、 211S:第1小環状部、 2111:第1環状部の内周側縁部、 222:第2環状部、 2221:第2環状部の内周側縁部、 300:車両用シートパッド、 310:クッションパッド、 311:メインパッド部、 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、 400:3Dプリンタ、 410:制御部、 420:造形部、 421:メイン材ノズル、 422:サポート材ノズル、 430:支持台、 440:収容体、 MM:メイン材、 SM:サポート材、 500:3D造形用データ、 C:セル孔、 C1:第1セル孔、 C2:第2セル孔、 O:骨格線、 U:多孔質構造体の単位部、 V1:第1仮想面、 V1L:第1大仮想面、 V1S:第1小仮想面、 V2:第2仮想面

Claims (10)

  1.  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、
     直径が5mm以上のセル孔を有する、多孔質構造体。
  2.  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、
    から構成されている、請求項1に記載の多孔質構造体。
  3.  前記骨部は、それぞれ、断面積を一定に保ちつつ直線状に延在する骨一定部を有している、請求項2に記載の多孔質構造体。
  4.  前記骨格部は、環状に構成された第1環状部を有しており、
     前記第1環状部は、その内周側縁部によって、第1仮想面を区画しており。
     前記第1環状部は、複数の前記骨部と複数の前記結合部とから構成されている、請求項2又は3に記載の多孔質構造体。
  5.  前記骨格部は、第1セル孔を内部に区画する第1セル区画部を有しており、
     前記第1セル区画部は、それぞれ環状に構成された複数の第1環状部を有しており、
     前記複数の第1環状部は、それぞれの内周側縁部によって区画する第1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、
     前記第1セル孔は、前記複数の第1環状部と、前記複数の第1環状部がそれぞれ区画する複数の前記第1仮想面とによって、区画されており、
     前記第1環状部は、複数の前記骨部と複数の前記結合部とから構成されている、請求項2~4のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
  6.  前記骨格部は、第2セル孔を内部に区画する第2セル区画部を有しており、
     前記第2セル区画部は、それぞれ環状に構成された複数の第2環状部を有しており、
     前記複数の第2環状部は、それぞれの内周側縁部によって区画する第2仮想面どうしが交差するように互いに連結されており、
     前記第2セル孔は、少なくとも前記複数の第2環状部のそれぞれの内周側縁部によって、区画されており、
     前記第2環状部は、複数の前記骨部と複数の前記結合部とから構成されている、請求項2~5のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
  7.  前記多孔質構造体は、シートパッドに用いられる、請求項1~6のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
  8.  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、請求項1~7のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
  9.  3Dプリンタを用いて、請求項1~7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。
  10.  3Dプリンタの造形部が造形を行う際に前記3Dプリンタの制御部に読み込まれる3D造形用データであって、
     前記制御部が、前記造形部に、請求項1~7のいずれか一項に記載の多孔質構造体を、造形させるように構成された、3D造形用データ。
PCT/JP2019/022420 2018-06-05 2019-06-05 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ WO2019235545A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020523158A JP7225226B2 (ja) 2018-06-05 2019-06-05 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-108119 2018-06-05
JP2018108119 2018-06-05
JP2018-226832 2018-12-03
JP2018226832 2018-12-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019235545A1 true WO2019235545A1 (ja) 2019-12-12

Family

ID=68769376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/022420 WO2019235545A1 (ja) 2018-06-05 2019-06-05 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7225226B2 (ja)
WO (1) WO2019235545A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020189931A (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 株式会社ブリヂストン 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2022009516A1 (ja) * 2020-07-08 2022-01-13 株式会社ブリヂストン 多孔質構造体、及び、多孔質構造体の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101966U (ja) * 1982-12-27 1984-07-09 株式会社オ−エ スポンジたわし
JP3173297U (ja) * 2011-11-16 2012-02-02 ワコー株式会社 払拭具
US20180070736A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-15 Covestro Deutschland Ag Porous body, additive manufacturing method for the body and apparatus for supporting and/or bearing a person

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009029064A (ja) 2007-07-30 2009-02-12 Incs Inc 粉末造形品
KR20180033250A (ko) 2015-07-22 2018-04-02 에이에스케이 케미칼스 엘엘씨 세라믹 필터 및 그 필터를 형성하는 방법
PL3292795T3 (pl) 2016-09-13 2020-06-01 Covestro Deutschland Ag Zastosowanie elastycznego polimeru do wytwarzania porowatego korpusu w sposobie wytwarzania addytywnego

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59101966U (ja) * 1982-12-27 1984-07-09 株式会社オ−エ スポンジたわし
JP3173297U (ja) * 2011-11-16 2012-02-02 ワコー株式会社 払拭具
US20180070736A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-15 Covestro Deutschland Ag Porous body, additive manufacturing method for the body and apparatus for supporting and/or bearing a person

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020189931A (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 株式会社ブリヂストン 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
JP7258652B2 (ja) 2019-05-22 2023-04-17 株式会社アーケム 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2022009516A1 (ja) * 2020-07-08 2022-01-13 株式会社ブリヂストン 多孔質構造体、及び、多孔質構造体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7225226B2 (ja) 2023-02-20
JPWO2019235545A1 (ja) 2021-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7335897B2 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、座席シート用のクッション材
JP6633174B1 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、3d造形用データ、及び、座席シート用のクッション材
JP2020172076A (ja) シートパッドの製造方法、シートパッド、及び、3d造形用データ
WO2019235545A1 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2019235544A1 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2019235547A1 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2019235546A1 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
JP7427606B2 (ja) クッション材、クッション材の製造方法、及び、座席シート
WO2020208938A1 (ja) 多孔質構造体及び車両用ヘッドレスト
JP6691951B2 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2022064760A1 (ja) 多孔質構造体、及び、多孔質構造体の製造方法
JP7166984B2 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
JP7444783B2 (ja) 装填体の製造方法、座席シート用のクッション材の製造方法、及び、装填体
WO2020116327A1 (ja) 多孔質構造体の製造方法、多孔質構造体、及び、シートパッド
JP7258652B2 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
WO2020116325A1 (ja) 樹脂発泡体
JP7469018B2 (ja) クッション材、クッション具、及び、クッション材の製造方法
JP6644183B1 (ja) 多孔質構造体、多孔質構造体の製造方法、及び、3d造形用データ
JP2022049528A (ja) 多孔質構造体、及び、多孔質構造体の製造方法
WO2022264447A1 (ja) シートパッド、及び、シートパッドの製造方法
JP2022049527A (ja) クッション体、及び、クッション体の製造方法
JP2022012973A (ja) 多孔質構造体、及び、多孔質構造体の製造方法
JP2022017082A (ja) クッション体、及び、クッション体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19815201

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020523158

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19815201

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1