| 研究課題/領域番号 |
20K04226
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18030:設計工学関連
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
手嶋 吉法 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80392041)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 3Dジグソーパズル / 伝統木造継手 / 空間を埋め尽くす形状 / 機械機構 / 多面体 / ほぞ / 溝 / 3Dプリンタ / 新たな機構の探索 / 空間充填多面体 / 伝統継手 / 3D CAD / 3D プリンタ / ねじレスでの部品の締結 / 円柱の空間配置 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
池上によって開発された３Dジグソーパズルは、３Dジグソーパズルとして機能する（つまり、全てのピースを合体させたり、分解したりすることが可能である）様に、３Dジグソーパズルの内部に巧妙な機構を有する。本研究では、第１に、この池上式３Dジグソーパズルの設計理論を体系的に構築する。
第２に、パズル内部の機構として他の可能性を探索する。これは、大きく２つの方向性に沿って調査する。
第３に、製造方法に関する検討をおこなう。これは、試作・製品化・量産の検討を含む。
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| 研究成果の概要 |
本プロジェクト開始前に開発されていた「池上式3Dジグソーパズル」は、空間内で３方向に直線スライドすることによりピースの脱着を可能にしていた。本プロジェクトでは、パズルのピース形状が正四面体と正八面体からなる新しい3Dジグソーパズルの開発に成功した。パズルピースの脱着を可能とする機構として、直線スライドに加え、回転スライドを導入した。回転スライドの為に、円形のほぞ（溝）をパズル内部に設けた。この円形ほぞ（溝）がパズルの接合面からはみ出す場合は、そこでほぞと溝を分離出来るが、円形ほぞ（溝）がパズルの接合面からはみ出さない場合は、溝の一部にくびれの無い箇所を設け、そこでほぞと溝を分離可能にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
池上式3Dジグソーパズルは、伝統的な木造継手の１つである四方蟻継（もしくは四方鎌継）を非自明な形で巧妙に応用した内部機構を有していた。伝統的な木造継手では、宮大工が使用した道具（のみ、かんな等）の制約上、直線や平面的な接合形状となっていた。現代の設計では3D-CADが使用でき、継手の接合形状に曲線や曲面形状を導入できる可能性がある。本プロジェクトでは、伝統継手には存在しなかった円形のほぞ（溝）を導入し、新たな3Dジグソーパズルの開発に成功した。これは温故知新、すなわち先人が蓄積した技術体系に新たな基本技巧を導入することで、新たな価値を有する製品の開発が可能となることを示すものである。
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