2022 Fiscal Year Annual Research Report
Design theory and production method on 3D jigsaw puzzle
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20K04226
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
手嶋 吉法 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80392041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山澤 建二 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 副チームリーダー (50344057)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 新たな機構の探索 / 3Dジグソーパズル / 空間充填多面体 / 伝統継手 / 3D CAD / 3D プリンタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度に我々は立方体のピース形状で円形のほぞ沿って動く回転式3Dジグソーパズルが開発したが、1稜2分割(全8ピース)までであった。そこで2022年度は、1稜3分割(全27ピース)の回転式3Dジグソーパズルの開発を行った。1稜3分割では１つの円軌道がすべてのピースを通らず、ほぞや溝が無いピースが生じてしまう。そのままでは3Dジグソーパズルとして機能しない為、円軌道を2つ設けることによって問題を解決した。この回転式ジグソーパズルで90度以上の回転を許すように設計すると他の回転軸周りでの回転が出来なくなり、無理に回すとパズルが破損する恐れがある。よって、ほぞ（溝）の断面形状に変化を与え、90度以上の回転を抑制した。1稜3分割の立方体回転式3Dジグソーパズルの開発に成功した。
また我々は、2019年度にピース形状が正四面体と正八面体からなる外形が平行六面体の3Dジグソーパズルの開発に成功したが、パズル内部に微小な空隙が存在していた。空隙が発生してしまうのは、同一平面上に3方向の直線のほぞ（溝）が存在することが原因である。3方向それぞれで直線スライドを可能にするにはほぞの一部分を削る必要があり、空隙が生じていた。これを回避するには、ほぞ同士が交差しないようにつまり直線ほぞ同士が立体交差する様に3Dジグソーパズルの設計を行う必要がある。2021年度に1稜2分割(全24ピース)の場合でその改良に成功していたが、2022年度は、1稜3分割以上で同様の改良を試み、1稜3分割、1稜4分割、1稜5分割の改良に成功した。
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