(57)【要約】車両用シャシが提供される。車両用シャシは、複数の特注のシャシノードおよび接続管から形成される、一または複数の車両用シャシモジュールまたはシャシサブ構造を備えていてもよい。特注のシャシノードおよび接続管は、一または複数の金属および／または非金属材料から形成されてもよい。特注のシャシノードは、接続機構を備えて形成されてもよい。接続機能には、追加の車両パネルまたは構造が恒久的にまたは取り外し可能に取り付けられてもよい。車両用シャシモジュールまたはシャシサブ構造は、交換可能に、および取り外し可能に接続し、一式の規定のシャシ安全性または性能特性を有する車両用シャシを提供する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の構造であって、
ハニカム成形、その他の形状または有機内部構造を有するおよび複数のパネルまたは管と、
複数の継手部材とを備え、
各継手部材は、前記複数のパネルまたは管の少なくとも一部と嵌合し、三次元構造を形成するように構成され、
前記内部構造は３−Ｄ印刷によって形成される、車両用の構造。
【請求項２】
前記三次元構造は車両の安全条項を満たすように形成される、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記複数のパネルもしくは管、または前記複数の継手部材の少なくとも一つは、閾値力を超える前記車両の衝突時に、制御され、管理された様式で壊れるか、または変形するように設計される、請求項２に記載の構造。
【請求項４】
前記複数の継手部材は３−Ｄ印刷によって形成される、請求項１に記載の構造。
【請求項５】
前記複数の継手部材は３−Ｄ印刷された機構によって接続され、前記３−Ｄ印刷された機構は、密封されたチャンバを生成するように設計される隆起および通路を含み、接着剤の注入を可能にし、適切な接着剤塗布を確実に行う真空導入を可能にする、請求項１に記載の構造。
【請求項６】
複数の管は少なくとも一つの継手部材と嵌合する、請求項１に記載の構造。
【請求項７】
前記複数のパネルの少なくとも一つのパネルは、少なくとも一つの継手部材またはその他のパネルと接続するための取り付け機構を備える、請求項１に記載の構造。
【請求項８】
前記三次元構造の少なくとも一部は、取り外し可能および別の一式の部品と交換可能であり、車両に所望する安全または性能特性を提供する、請求項１に記載の構造。
【請求項９】
車両用シャシ支持部品であって、
少なくとも一つの外面と、
前記外面によって内部で結合する内部構造と、
前記車両用シャシ支持部品と、車両の一または複数のその他の構造部材との接続を許容する、一または複数の取り付け機構と、
を備え、
前記支持部品の前記内部構造は、３−Ｄプリンタによって、前記少なくとも一つの外面と一体化されて形成される、車両用シャシ支持部品。
【請求項１０】
前記内部構造は金属レーザ直接焼結またはその他の接続技術によって生成された継手であり、前記継手は、前記車両用シャシ支持部品に追加される３−Ｄ印刷された機構と接続する、請求項９に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１１】
前記内部構造は、ハニカム構造、骨構造、多孔質構造、四面体筋交い、および円柱構造、押し出し部材の三次元構造のうち少なくとも一つを備える、請求項９に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの表面は、第一のシートと、車両パネルの外面を形成する第二のシートとを備え、前記内部構造は前記第一のシートと前記第二のシートとの間にある、請求項９に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの表面は前記内部構造を内包し、車両管または押し出し部材の外面を形成する、請求項９に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１４】
前記一または複数の構造部材は、前記車両用シャシ支持部品と嵌合する一または複数の接続機構を有する少なくとも継手部材を備える、請求項９に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの継手部材は３−Ｄプリンタによって形成される、請求項１４に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１６】
機能部品を受容するための挿入機構をさらに備える、請求項９に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１７】
前記機能部品はノード部材であって、車両のその他の部品に対する前記車両用シャシ支持部品の位置を決定する、請求項１６に記載の車両用シャシ支持部品。
【請求項１８】
車両用の構造であって、
複数のパネル、押出、鋳造、成形品または管と、
複数の継手部材とを備え
各継手部材は、前記複数のパネル、押出、鋳造、成形品または管の少なくとも一部と嵌合し、三次元構造を形成するように構成され、
前記継手部材は３−Ｄ印刷によって形成され、前記３−Ｄ印刷された継手部材は３−Ｄ印刷された内部機構を有し、前記複数のパネル、押出、鋳造、成形品または管に接続するための接着剤の塗布を支持し、または留め具の導入を支持する、車両用の構造。
【請求項１９】
前記複数のパネル、押出、鋳造、成形品または管は前記継手部材を貫通して通ることが可能であり、前記継手部材が３−Ｄ印刷された機構によって、構造部品と接着剤または留め具で結合されることを可能としながら、前記構造部品との構造の継続性を可能にする、請求項１８に記載の構造。
【請求項２０】
車両用の構造であって、
一または複数の押出であって、本体表面とぴったり適合できるように押し出し後に整えられ、前記一または複数の押出の内部を車両部品が貫通できるようにする押出と、
一または複数の継手部材であって、前記各継手部材は、前記複数の押出の少なくとも一部と嵌合し、三次元構造を形成するように構成される継手部材と、
を備える、構造。
【請求項２１】
前記三次元構造は車両の安全条項を満たすように形成される、請求項２０に記載の構造。
【請求項２２】
前記押出または前記複数の継手部材の少なくとも一つは、閾値力を超える前記車両の衝突時に、制御され、管理された様式で壊れるか、または変形するように設計される、請求項２１に記載の構造。
【請求項２３】
前記複数の継手部材は３−Ｄ印刷によって形成される、請求項２０に記載の構造。
【請求項２４】
複数の継手部材は少なくとも一つの押出と嵌合する、請求項２０に記載の構造。
【請求項２５】
前記一または複数の押出は３−Ｄ印刷された機構によって接続され、前記３−Ｄ印刷された機構は、密封されたチャンバを生成するように設計される隆起および通路を含み、接着剤の注入を可能にし、適切な接着剤塗布を確実に行う真空導入を可能にする、請求項２０に記載の構造。
【請求項２６】
車両用の構造であって、
一または複数の構造パネルと、
一または複数の３−Ｄ印刷された位置決め部品であって、前記各３−Ｄ印刷された位置決め部品は、一または複数の構造パネルと嵌合し、三次元構造を形成するように構成される位置決め部品と、
を備える、構造。
【請求項２７】
三次元公差は接着剤設定中または車両の構造寿命の間、少なくとも一つの前記３−Ｄ印刷された位置決め部品によって維持される、請求項２６に記載の構造。
【請求項２８】
前記内部３−Ｄ印刷された機構によって、接着剤の配送が可能となり、密封および排気をして接着剤導入の前に真空を生成することが可能となる、請求項２７に記載の３−Ｄ印刷された位置決め部品。
【請求項２９】
少なくとも一つの前記３−Ｄ印刷された位置決め部品はさらに、その他の部品を取り付け、および接続するための追加の位置を提供する、請求項２６に記載の構造。
【請求項３０】
少なくとも一つの前記３−Ｄ印刷された位置決め部品はさらに、表示または自動アセンブリのための製造位置決め機構を提供する、請求項２６に記載の構造。
【請求項３１】
車両を製造する方法であって、前記方法は、
（１）一または複数の接続管、押出、成形部分、鋳造部分、またはパネルと、（２）一または複数の継手部材とを備える車両用シャシを、一または複数の安全条項を前記車両用シャシの設計に取り入れることによって設計することと、
前記一または複数の接続管またはパネルによって前記一または複数の継手部材で作用される応力の方向と大きさを決定することと、
前記一または複数の継手部材を製造することと、
を含み、
前記各継手部材は（１）前記応力の方向と大きさを支持し、（２）前記一または複数の安全条項を取り入れる構成を有する、方法。
【請求項３２】
前記一または複数の継手部材の製造は、前記一または複数の継手部材を３−Ｄ印刷することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記一または複数の接続管、押出、成形部分、鋳造部分、またはパネルを、３−Ｄ印刷された機構によって導入または管理される接着剤で互いに連結する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記一または複数の接続管、押出、成形部分、鋳造部分、またはパネルを、３−Ｄ印刷によって形成される表面を留めることによって、互いに連結する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記一または複数の接続管またはパネルは、ハニカム構造を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記一または複数の継手部材は、ハニカム構造を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記継手部材は、前記一もしくは複数の接続管もしくはパネル、または前記一もしくは複数の継手部材が、閾値力を超える前記車両の衝突時に、制御され、管理された様式で壊れるか、または変形するように構成される、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年７月２日出願の米国特許仮出願第６２／０２０，０８４号に対する優先権を請求し、現在米国特許出願公開第２０１６／００１６２２９号として公開されている、２０１５年６月３０日出願の米国特許出願第１４／７８８，１５４号の一部継続出願である。本出願はまた、２０１５年８月３１日出願の米国特許仮出願第６２／２１２，５５６号、および２０１５年１１月１３日出願の米国特許仮出願第６２／２５５，３７２号に対する優先権を請求し、それぞれの内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
スペースフレームおよびモノコック構造は、自動車、構造物、船舶およびその他多くの用途に用いられている。スペースフレーム構造の一例は、溶接管フレームシャシ構造であることもある。多くの場合、工具の費用が低く、設計の柔軟性があり、高効率構造を作る能力があるという利点により、小型で高性能な車両の設計に用いられる。これらの構造は、様々な角度で接続されるシャシの管を必要とし、様々な管の形状に対応するために同一の接続点を必要とすることがある。このような管フレームシャシを接続するための継手部材の従来の製造方法には、高額な装置と製造費用がかかることもある。さらに、モノコック設計によって、平面な要素を用いるときに設計が柔軟性を持たなくなることもあり、形成したパネルを組み込むときに工具の費用が高くなることもある。
【発明の概要】
【０００３】
様々な幾何学的パラメータを持つ管および／またはパネルを接続する継手を作ることができる製造方法が必要とされる。本明細書で提供されているのは、炭素繊維管のような管の接続用の継手を３−Ｄ印刷する方法である。さらに本明細書で提供されているのは、アルミニウム製のハニカムパネルのようなパネルの接続用の継手を３−Ｄ印刷する方法である。継手は、各管および／またはパネルの交点での幾何学的、物理的要件の仕様にしたがって印刷されてもよい。このような幾何学的および物理的要件は、安全要件および／または機構を組み込んでもよい。継手を３−Ｄ印刷する方法によって、製造費用が低減し、容易に変倍されてもよい。
【０００４】
本開示中に記載する３−Ｄ印刷の方法によって、その他の製造方法では達成することができない継手の微細な機構の印刷が可能になってもよい。本開示中に記載する繊細な機構の例は、接続管の中心と、隣接する継手の突出の中心とを同軸にさせるセンタリング機構であってもよい。センタリング機構によって、継手の内部領域の外面と接続管の内面との間に隙間が提供され、その隙間を通じて接着剤が塗布されてもよい。別の例として、装置に接続してもよい継手上にニップルを印刷し、接着剤を導入して継手と管アセンブリを結合することもできる。
【０００５】
本発明の態様は、車両を製造するための方法を対象としてもよい。本方法は、一または複数の安全条項を車両用シャシの設計に取り入れることによって、一または複数の接続管またはパネルと一または複数の継手部材を備える車両用シャシを設計することと、一または複数の接続管またはパネルによって一または複数の継手部材で作用される応力の方向と大きさを決定することと、一または複数の継手部材を製造することとを含む。各継手部材は（１）一または複数の接続管またはパネルによって継手部材で作用される応力の方向と大きさを支持し、（２）一または複数の安全条項を取り入れる構成を有する。
【０００６】
本発明の追加の態様は、スペースフレーム、モノコック構造、またはその二つの組み合わせを形成する、複数の接続管および／またはパネルを接続するための継手部材を製造する方法を対象とする。本方法は、継手部材によって接続される複数の接続管および／またはパネルのそれぞれについて相対的な管角度、管寸法および管形状を決定することと、複数の接続構造部材によって継手部材で作用される応力の方向と大きさを決定することと、（１）各継手部材での相対的な管またはパネル角度、管またはパネル寸法、および管またはパネル形状に対応し、（２）複数の接続管またはパネルなどのその他の構造部材によって作用される応力の方向と大きさを支持する構成を有する継手部材を３−Ｄ印刷することを含む。
【０００７】
一部の実施形態では、スペースフレームは、少なくとも部分的に三次元体積を囲むように構成される。複数の接続管の各接続管は、異なる平面に沿って長手方向軸を有していてもよい。スペースフレームは、車両用シャシフレームであってもよい。
【０００８】
本法はさらに、継手部材の少なくとも一部分上にセンタリングの機構を３−Ｄ印刷することを含んでいてもよい。センタリングの機構は接続管に挿入されるように構成された継手部材の継手の突出に印刷されてもよい。センタリングの機構の特性は、継手部材で複数の接続管によって作用される応力の方向と大きさに基づいて決定されえる。継手部材で複数の接続管によって作用される応力の方向と大きさは、実験または計算で決定されてもよい。
【０００９】
本発明の追加の態様は、複数の接続と、複数の継手部材とを備える車両用シャシを対象としてもよい。各継手部材は、三次元フレーム構造を形成するために、複数の接続管における複数の接続管の少なくとも一部に嵌合するような寸法および形状であり、複数の継手部材は３−Ｄプリンタによって形成される。
【００１０】
一部の実施形態では、複数の継手部材のそれぞれの継手部材は、接続管が継手部材に嵌合するときに、継手部材が接続管の内側面と外部面に接触するような寸法および形状である。必要に応じて、複数の継手部材の少なくとも一つの継手部材は、継手部材の３−Ｄ印刷中に形成された内部ルーティング機構を備える。内部ルーティング機構は、三次元フレーム構造が形成されているとき、車両用シャシを通る流体の輸送用の経路のネットワークを提供していてもよい。内部ルーティング機構は、三次元フレーム構造が形成されているとき、車両用シャシ全体の電気部品を通って電気を送るための経路のネットワークを提供していてもよい。
【００１１】
複数の継手部材は、継手部材の３−Ｄ印刷中に形成された取り付け機構を備えていてもよい。取り付け機構は、三次元フレーム構造上にパネルを取り付けるためのパネルマウントを提供してもよい。
【００１２】
構造を形成するためのシステムが、本発明の追加の態様により提供されてもよい。本システムは、複数の継手部材により接続されて構造のフレームを形成する複数の接続管のそれぞれについての、相対的な管角度、管寸法および管形状を記載する入力データを受信するコンピュータシステムであって、複数の継手部材で複数の接続管によって作用される応力の方向と大きさを決定するようにプログラムされるコンピュータシステムと、（１）それぞれの継手部材で相対的な管角度、管寸法および管形状に対応し、（２）複数の接続管によって作用される応力の方向と大きさを支持する寸法および形状を有する複数の継手部材を作るように構成された、コンピュータシステムと通信する３−Ｄプリンタと、を備えていてもよい。
【００１３】
一部の事例では、場合によっては、構造のフレームは、三次元体積を少なくとも部分的に取り囲む。複数の継手部材は、さらに、継手部材の少なくとも一部分上に３−Ｄプリンタによって形成されたセンタリング機構を備えていてもよい。センタリング機構は、接続管に挿入されるように構成された継手部材の継手の突出に印刷されてもよい。センタリング機構の特徴は、それぞれの継手部材で複数の接続管によって作用される応力の方向と大きさに基づいて決定されてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様では、車両の構造が提供される。構造はハニカム形成した内部構造を有する複数のパネルまたは管と、複数の継手部材とを備えていてもよい。各継手部材は、複数のパネルまたは管の少なくとも一部と嵌合し、三次元構造を形成するように構成される。一部の実施形態では、内部構造は３−Ｄ印刷によって形成される。一部の事例では、継手部材もまた、３−Ｄ印刷によって形成される。
【００１５】
一部の実施形態では、複数のパネルまたは管を備える三次元構造は、車両の安全条項を満たすように形成される。一部の事例では、複数のパネルまたは管または複数の継手部材の少なくとも一つは、閾値力を超えた車両の衝突の際に、制御され、管理された様式で、壊れるか、または変形するように設計される。
【００１６】
一部の実施形態では、複数の管は少なくとも一つの継手部材と嵌合するように設計され、作成される。一部の実施形態では、複数のパネルの少なくとも一つのパネルは、少なくとも一つの継手部材またはその他のパネルと接続する取り付け機構を備える。一部の実施形態では、少なくとも一部の三次元構造は取り外し可能および交換可能に別の一式の部品と接続し、所望する安全性または性能特性を備える車両を提供する。
【００１７】
本発明の追加の態様では、車両用シャシ支持部品が提供される。車両用シャシ支持部品は、少なくとも一つの外面と、外面によって内部で結合する内部構造と、車両用シャシ支持部品と車両の一または複数のその他の構造部材との接続を許容する、一または複数の取り付け機構とを備えていてもよい。一部の実施形態では、車両パネルの内部構造は、３−Ｄプリンタによって、少なくとも一つの外面と一体化されて形成される。
【００１８】
一部の実施形態では、内部構造は三次元ハニカム構造を備える。一部の実施形態では、支持部品の少なくとも一つの表面は、第一のシートと、車両パネルの外面を形成する第二のシートとを備え、内部構造は第一のシートと第二のシートとの間にある。一部の事例では、車両パネルはさらに、ノード部材などの機能部品を受容するための挿入機構を備えていてもよい。ノード部材を用いて、車両のその他の部品に対するパネルの位置を決定してもよい。一部の実施形態では、少なくとも一つの表面は車両管の外面を形成するために円筒形であり、内部構造は管内にある。一部の実施形態では、一または複数の構造部材は、車両用シャシ支持部品嵌合する一または複数の接続機構を有する、少なくとも継手部材を備える。少なくとも一つの継手部材は３−Ｄプリンタによって形成される。
【００１９】
さらに別の本発明に関連する態様では、車両を製造する方法が提供される。本方法は、（１）一または複数の接続管またはパネルと、（２）一または複数の継手部材とを備える車両用シャシを、一または複数の安全条項を車両用シャシの設計に取り入れることによって設計することと、一または複数の接続管またはパネルによって一または複数の継手部材で作用される応力の方向と大きさを決定することと、一または複数の継手部材を製造することとを含む。各継手部材は（１）応力の方向と大きさを支持し、（２）一または複数の安全条項を取り入れる構成を有する。一部の実施形態では、一または複数の継手部材の製造は、一または複数の継手部材を３−Ｄ印刷することを含む。一部の実施形態では、一または複数の接続管またはパネルは、ハニカム構造を備える。一部の実施形態では、継手部材は、一もしくは複数の接続管もしくはパネル、または一もしくは複数の継手部材が、閾値力を超える車両の衝突時に、制御され、管理された様式で壊れるか、または変形するように構成される。
【００２０】
本開示の追加の態様および有利点は、本開示の例示的な実施形態のみが示されて記載されている以下の詳細な説明から、当業者に容易に明らかになるであろう。実現されるように、本開示は、すべて開示を逸脱することなく、その他および異なる実施形態が可能であり、いくつかの詳細は、様々に明白な点において修正が可能である。したがって、図面および説明は、本質的に制限的なものではなく、例示的なものとみなされる。
【００２１】
本明細書に記載されるすべての刊行物、特許および特許出願が、あたかもそれぞれの刊行物、特許または特許出願が具体的かつ個々に、参照により組み込まれると示されるのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【００２２】
本発明の新規の特徴を、添付の特許請求の範囲に具体的に記載する。本発明の原理が用いられる、例示的な実施形態を説明する次の詳細な説明および添付図面（本明細書においては、「図」とも称される）を参照することによって、本発明の特徴および利点はより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】３−Ｄ印刷されたノードによって接続される炭素繊維管から構築されるスペースフレームシャシの例を示す。
【図１Ｂ】安全機構が組み込まれるか、または所望されるスペースフレームシャシの例を示す。
【図１Ｃ】複数のシャシモジュールから構築される概略的な車両用シャシの例を示す。
【図１Ｄ】一または複数のシャシサブアセンブリから構築されるシャシモジュールのサブ構造の例を示す。
【図１Ｅ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｆ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｇ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｈ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｉ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｊ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｋ】車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。
【図１Ｌ】管状およびパネル状の応力部材を接続する例を示す。
【図１Ｍ】管状およびパネル状の応力部材を接続する例を示す。
【図２Ａ】継手の設計および構築に用いる工程のフローチャートを示す。
【図２Ｂ】継手の設計および構築に用いる工程のフローチャートの追加例を示す。
【図３】３−Ｄプリンタと通信するコンピュータを示す。
【図４Ａ】設計モデルを用いて、所与の設計モデルのアセンブリ用の印刷された継手を生成する方法を記載する詳細なフローチャートを示す。
【図４Ｂ】製造工程のフローチャートの例を示す。
【図４Ｃ】車両本体製造工程のフローチャートの例を示す。
【図５】本明細書に記載する方法を用いて印刷された継手の例を示す。
【図６】管が互いに等しくない角度である管に接続する継手を示す。
【図７】５つの突出を有する継手を示す。
【図８】等しくない断面寸法の管と接続する印刷された継手を示す。
【図９Ａ】継手に印刷されるセンタリングの機構の例を示す。
【図９Ｂ】継手に印刷されるセンタリングの機構の例を示す。
【図９Ｃ】継手に印刷されるセンタリングの機構の例を示す。
【図９Ｄ】継手に印刷されるセンタリングの機構の例を示す。
【図１０】継手にかかる、予想外の負荷または応力に基づいてセンタリングの機構を選択する方法を記載するフローチャートを示す。
【図１１】継手の突出の測壁内の内部経路に接続するニップルを有する、継手の突出の断面を示す。
【図１２Ａ】電気ルーティングおよび流体ルーティング用の一体化された構造的機構および経路を備えて印刷された継手を示す。
【図１２Ｂ】電気ルーティングおよび流体ルーティング用の一体化された構造的機構および経路を備えて印刷された継手を示す。
【図１２Ｃ】電気ルーティングおよび流体ルーティング用の一体化された構造的機構および経路を備えて印刷された継手を示す。
【図１３】継手に設けられてもよい構造的機構の例を提示する。
【図１４】ノード、管、またはパネルなどの様々な車両部品に追加して、様々なクラッシュ構造を構築してもよい方法を示す。
【図１５】一または複数の車両の部品に対して提供されてもよい内部幾何学的構成の例を提示する。
【図１６Ａ】様々な構成を用いて、継手をパネルに接続する例を示す。
【図１６Ｂ】様々な構成を用いて、継手をパネルに接続する例を示す。
【図１７Ａ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１７Ｂ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１７Ｃ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１７Ｄ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１７Ｅ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１７Ｆ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１７Ｇ】継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。
【図１８Ａ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｂ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｃ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｄ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｅ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｆ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｇ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｈ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｉ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｊ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【図１８Ｋ】様々な車両部品を製造する様々な例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の様々な実施形態を本明細書で示し、説明したが、このような実施形態は一例としてのみ提供されたものであることは当業者には明らかであろう。当業者には、本発明から逸脱することなく多くの変形、変更、および代用を想到しえる。本明細書で述べた発明の実施形態には、様々な代替を用いてもよい点が理解されるであろう。
【００２５】
本開示は、３−Ｄ印刷のような、付加製造および／または減法製造によって継手部材を製造する方法を提供する。継手部材は、複数の接続管を接続するように構成されてもよく、軽量のスペースフレームの構築に用いられてもよい。スペースフレームは、三次元体積を有するフレームであることもある。スペースフレームは、少なくとも部分的にフレームを囲むために一または複数ののパネルを受容可能なフレームであることもある。スペースフレームの例は、車両用シャシであってもよい。記載された開示の様々な態様は、継手／管フレーム構造を備える任意のその他の構成に加え、本明細書で特定される用途のいずれかに適用されてもよい。本発明の異なる態様は、個別に、包括的に、または互いに組み合わせて理解されてもよいことを理解すべきである。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態による、一または複数のノード（別名、継手）１０２によって接続される接続管１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを含む、車両用シャシ１００を示す。各継手部材は、中央本体と、中央本体から延在する一または複数のポートとを備えることができる。マルチポートノードまたは継手部材は、炭素繊維管のような管を接続して二次元または三次元構造を形成するために提供されてもよい。構造はフレームであってもよい。一実施例では二次元構造は平面フレームであってもよく、三次元構造はスペースフレームであってもよい。スペースフレームは、その中の体積を取り囲んでもよい。一部の実施例では、三次元スペースフレーム構造は車両用シャシであってもよい。車両用シャシは、その中に空間を取り囲みえる長さ、幅および高さを有していてもよい。車両用シャシの長さ、幅および高さは、接続管の厚さより厚くてもよい。
【００２７】
車両用シャシは、車両のフレームワークを形成してもよい。車両用シャシは、車両のボディパネルを配置するための構造を提供してもよく、ボディパネルは、ドアパネル、ルーフパネル、フロアパネルまたは車両の筐体を形成する任意のその他のパネルであってもよい。さらに、シャシは、ホイール、ドライブトレイン、エンジンブロック、電気部品、冷暖房システム、シートまたは収納空間のための構造支持であってもよい。車両は、少なくとも約１人以上、２人以上、３人以上、４人以上、５人以上、６人以上、７人以上、８人以上、１０人以上、２０人以上または３０人以上の乗客を乗せることができる乗用車であってもよい。車両の例としては、セダン、トラック、バス、バン、ミニバン、ステーションワゴン、ＲＶ、トレーラ、トラクタ、ゴーカート、自動車、電車、バイク、ボート、宇宙船または航空機（たとえば、有翼の飛行機、ヘリコプタ、グライダ、軽航空機）を含んでいてもよいが、これらに限定されない。車両は、陸上車両、航空機、水上車両または宇宙基盤の車両であってもよい。本明細書に記載する任意の種類の車両または車両用シャシの任意の記述は、他の種類の車両または車両用シャシに適用されてもよい。車両用シャシは、車両の種類の形状要因に合致する形状要因を提供してもよい。車両の種類に応じて、車両用シャシは様々な構成を有していてもよい。車両用シャシは様々なレベルの複雑さを有していてもよい。一部の事例では、三次元スペースフレームは、車両用の外枠を提供するように提供されてもよい。外枠は、三次元の筐体を形成するためのボディパネルを受容するように構成されてもよい。必要に応じて、内側の支持体または部品を設けてもよい。内側の支持体または部品は、スペースフレームの一または複数の継手部材に接続することで、スペースフレームに接続されえる。異なる車両用シャシの構成に対応するために、マルチポートノードおよび接続管の異なる配置が設けられてもよい。一部の事例では、ノード一式のは、単一の独自のシャシ設計を形成するように配置されることが可能である。あるいは、少なくともノード一式の一部は、複数のシャシ設計の形成に使用されることができる。場合によっては、ノード一式のにおける少なくともノードの一部は、第一のシャシ設計に組み立てられ、次に分解され、第二のシャシ設計を形成するために再利用されることができる。第一のシャシ設計および第二のシャシ設計は、同じであっても、または異なっていてもよい。ノードは、二次元または三次元の平面内で管を支持することが可能であってもよい。たとえば、多プロング式ノードは、すべてが同じ平面内にはない管を接続するように構成されてもよい。多プロング式ノードに接続された管は、三次元的に設けられていてよく、三つの直交軸に及んでいてもよい。代替実施形態では、いくつかのノードは、二次元の平面を共有しえる管を接続してもよい。場合によっては、継手部材は、二つ以上の管を接続するように構成されることができ、二つ以上の管の各管は、異なる面に沿って長手方向軸を有する。異なる平面は交差面でありえる。
【００２８】
車両の接続管１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、炭素繊維材料または任意のその他の入手可能な複合材料で形成されていてもよい。複合材料の例は、高弾性炭素繊維複合材、高強度炭素繊維複合材、平織炭素繊維複合材、ハーネス朱子織炭素複合材料、低弾性炭素繊維複合材または低強度炭素繊維複合材を含んでいてもよい。代替実施形態では、管は、プラスチック、ポリマー、金属または合金類のような、その他の材料から形成されてもよい。接続管は、硬質材料から形成されてもよい。接続管は様々な寸法を有していてもよい。たとえば、異なる接続管は、異なる長さを有していてもよい。たとえば、接続管は、約１インチ、３インチ、６インチ、９インチ、１フィート、２フィート、３フィート、４フィート、５フィート、６フィート、７フィート、８フィート、９フィート、１０フィート、１１フィート、１２フィート、１３フィート、１４フィート、１５フィート、２０フィート、２５フィート、または３０フィートほどの長さを有していてもよい。場合によっては、管は、同じ直径または異なる直径を有していてもよい。場合によっては、管は、約１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチ、１／２インチ、１インチ、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、１０インチ、１５インチまたは２０インチほどの直径であってもよい。
【００２９】
接続管は、任意の断面形状を有していてもよい。たとえば、接続管は、実質的に円形形状、正方形形状、楕円形形状、六角形形状または任意の不規則形状を有していてもよい。接続管の断面は、Ｃ−チャネル、Ｉ−ビームまたは角のような開断面でありえる。
【００３０】
接続管１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、中空管であってもよい。中空部分は、管の全長に沿って設けられていてもよい。たとえば、接続管は、内面および外面を有していてもよい。管の内径は、接続管の内面に対応していてもよい。管の外径は、管の外径に対応していてもよい。一部の実施形態では、内径と外径との差は、約１／３２インチ、１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチ、１／２インチ、１インチ、２インチ、３インチ、４または５インチ以下であってもよい。接続管は二つの端部を有していてもよい。二つの端部は、互いに対向していてもよい。代替的な実施形態では、接続管は、３、４、５、６またはそれ以上の端を有していてもよい。車両用シャシフレームは、ノード１０２に接続された炭素繊維管を備えていてもよい。
【００３１】
本開示において示されたマルチポートノード１０２（別名、継手、継手部材、継手、コネクタ、ラグ）は、図１に示すフレームのような車両用シャシフレームで使用するのに適切であってもよい。シャシフレーム１００のノードは、シャシ設計に従った管角度に合うように設計されてもよい。ノードは、迅速かつ低費用なシャシの組み立てを可能にするために、所望の形状に事前に形成されてもよい。一部の実施形態では、ノードは、３−Ｄ印刷技術を使用して事前に形成されてもよい。３−Ｄ印刷によって、異なるフレーム構成に対応する多様な形状でノードを形成することが可能になってもよい。３−Ｄ印刷によって、コンピュータで生成されたノードの寸法を備える設計ファイルに基づいてノードを形成することが可能になってもよい。
【００３２】
ノードは、金属材料（たとえば、アルミニウム、チタンまたはステンレス鋼、真鍮、銅、クロモリ鋼（クロムモリブデン鋼）または鉄）、複合材料（たとえば炭素繊維）、高分子材料（たとえばプラスチック）またはこれら材料のいくつかの組み合わせで構成されてもよい。ノードは、粉末材料から形成されることができる。ノードは、一または複数の金属および／または非金属材料から形成されてもよい。３−Ｄプリンタは、ノードを形成するために、粉末材料の少なくとも一部を溶解および／または焼結可能である。ノードは、実質的に硬質材料で形成されてもよい。
【００３３】
ノードは、ノードまたはノードの近くに印加される応力を支持してもよい。ノードは、圧縮、張力、ねじり力、せん断応力またはこれらの応力の種類のいくつかの組み合わせを支持してもよい。ノードで支持される応力の大きさは、少なくとも１メガパスカル（ＭＰａ）、５ＭＰａ、１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、１００ＭＰａ、２５０ＭＰａ、５００ＭＰａまたは１ＧＰａであってもよい。応力の種類、方向および大きさは静的であり、フレーム内のノードの位置に依存していてもよい。代替的に、応力の種類、方向および大きさは、動的であり、車両の移動に応じていてもよい。たとえば、ノードへの応力は、車両が丘を登り降りする際に変化してもよい。
【００３４】
図１Ｂはスペースフレームシャシの例を示す。本例では安全機構が組み込まれるか、または所望されてもよい。一部の実施形態では、安全要件を満たすために、安全機構がスペースフレームに搭載されることが望ましくてもよい。安全要件法的に義務付けられている安全要件であってもよい。たとえば管轄区域（たとえば、国、地方、地域、州、市、町、村）の法令によって、一または複数の安全要件が記載されていてもよい。安全要件は政府機関またはその他の規制機関によって決定されることもある。一部の実施形態では、安全要件は政府による義務付けであることもある。一部の実施形態では、安全要件は非政府団体によって決定されることもある。たとえば、民間の第三者団体が一または複数の安全要件を決定することもある。第三者団体による一または複数の安全要件は、場合によっては政府が規定する安全要件より厳しいこともある。一部の事例では、第三者団体は車両用シャシの製造者または設計者であってもよい。第三者団体は、車両用シャシの製造者もしくは設計者のグループまたは共同体であってもよい。安全要件は、車両または車両用シャシが安全であるとみなされるために満たす必要がある一または複数のパラメータまたは測定基準を含んでいてもよい。
【００３５】
安全要件の一例は、車両の乗客にほとんどまたはまったく被害を与える危険性を起こさずに、車両が一定の種類の衝突を耐えることができなくてはならないということであってもよい。一部の実施形態では、少なくとも複数のパネル、管または複数の継手部材のうちの一つは、閾値力を超える車両の衝突時に、制御され、管理された様式で壊れるか、または変形するように設計される。たとえば、クランプルゾーン１５１を車両用シャシ１５０に設けてもよい。クランプルゾーンは、衝突の衝撃の一部を吸収するように構成されてもよい。車両用シャシのクランプルゾーンは、衝撃を吸収するために変形するように構成されてもよい。クランプルゾーンは、車両用シャシに沿って任意の場所に配置されてもよい。一部の事例では、クランプルゾーンは、車両の乗客から離れた部分に配置されてもよい。たとえば、クランプルゾーンは、車両の前部または後部に配置されてもよい。必要に応じて、クランプルゾーンは、車両の上部、下部、または側部に配置されてもよい。一部の領域は、様々な衝突シナリオ（たとえば、衝突の大きさおよび／または方向）から様々な量のエネルギを吸収するように設計されてもよい。たとえば、第一のクランプルゾーンは、衝突が第一の閾値の大きさであるときには潰れるように設計されてもよく、第二のクランプルゾーンは、衝突が第二の閾値の大きさであるときには潰れるように（および状況に応じて衝突が第二の閾値の大きさより小さいときにはつぶれないように）設計されてもよい。第二の閾値の大きさは、第一の閾値の大きさより大きい。車両全体に、任意の数の様々なクランプルゾーンおよび／または潰れる閾値の任意の漸次的変化を設けてもよい。車両の一または複数のゾーンが潰れることに対して抵抗力があってもよい。
【００３６】
クランプルゾーンおよび／または任意のその他の安全機構は、車両の一または複数の領域を保護するように構成されてもよい。これらの領域は、たとえば、乗客が着席してもよい領域、または保護すべき部品（たとえば、燃料タンク、エンジン、高価な部品）のある領域である。
【００３７】
車両用シャシ１５０は、一または複数のノード１５３、１５４および／または一または複数の接続管１５５ａ、１５５ｂから成っていてもよい。ノードおよび／または接続管は、安全要件を順守する助けとなりえる安全機構を組み込んでいてもよい。一部の事例では、ノードおよび／または接続管は、本明細書で別途詳細に記載するように、衝突の衝撃を吸収する機構を含んでいてもよい。ノードおよび／または接続管それ自体が潰れてもよい。その他の事例では、ノードおよび／または接続管は、衝撃を受けるときに移動可能なシャシ部分または車両のその他の部分を所望する方向に（たとえば、衝撃を吸収するが、乗客に害を当てないような方法で）に誘導するように構成されてもよい。および／またはノードおよび／または接続管は、シャシ部分または車両のその他の部分が所望しない方向に（たとえば、乗客に被害を及ぼす可能性のあるように乗客の方に）移動することを防いでもよい。一または複数の本体パネルまたは車両のその他の部品も、安全機構を組み込んでいてもよい。たとえば、本体パネルはエネルギを吸収する機構または潰れる機構を組み込んでいてもよく、または吸収する衝撃のエネルギを吸収する機構または潰れる機構に接続してもよい。
【００３８】
安全要件の一例は、ほとんどまたはまったく乗客に被害を与える危険性を持たずに、規定の速度および規定の角度での衝突に耐える能力を含んでいてもよいが、それに限定されない。安全要件のその他の例は、衝突の際に燃料タンクにほとんどまたはまったく損害を耐えないことであってもよい。安全要件は、車両の欠陥または故障を示してもよい一定の条件が検知されるときに警告を発する能力を含んでいてもよい。安全要件は、金属片が飛散する危険性がほとんどまたはまったくないことを含んでいてもよい。安全要件は、衝突の際に乗客を保護または抑制してもよいエアバッグまたはその他の機構を含んでいてもよい。
【００３９】
ノードおよび／または管からなる車両用シャシの組み立ては、ノードと対応する管を様々な方法を用いて接続することを含んでいてもよい。一部の実施形態では、一または複数の管は、ノードのそれぞれの受容ポートに適合してもよく、次に一または複数の管はノードに状況に応じて接着剤を用いて取り付ける。組み立て時に、接着剤を用いてノードと管を取り付けること（たとえば、ノードと管を糊付けすることは）有利には軽量構造を提供してもよい。
【００４０】
一部の代替的な実施形態では、管およびノードは（たとえば、接着剤を用いて）事前に取り付けられ、次に一または複数の留め具、たとえばねじ、ボルト、ナット、またはリベットなどを用いて互いに接続されてもよい。たとえば、管は事前にノードの部品（または部分）に取り付けられ（たとえば、事前に糊付けされ）てもよい。ノードの部品は別のノード部品に留められてもよく、別のノード部品はそれ自体事前に取り付けられた管を有していてもいなくてもよい。管はノード部品に一つの端部または複数の端部で事前に取り付けられてもよい。事前取り付けは車両用シャシの組み立て前に行われてもよい。たとえば、管およびノードは、組み立て場所とは異なる場所で事前に組み立てられてもよい。管およびノードは、製造現場で事前に組み立てられてもよい。管およびノードは、その後に組み立て現場に配送され、ノード部品は互いに留められてもよい。代替的に、管が組み立て現場でノード部品に取り付けられ、その後ノード部品は互いに留められ（たとえば、ボルトで留められ）てもよい。ノード部品間の締め付けによって、ノード部品は相対的に互いに留められてもよい。一または複数の留め具は取り外し可能であってもよい。さらなる詳細は本明細書に別途記載することもある。
【００４１】
代替的に、または追加として、シャシの組み立てに、組み合わせ接着剤の技術および／または締め付け技術の組み合わせを用いて、ノードと管を接続してもよい。ノードの一部またはすべては、単一の一体型部品として形成されてもよく、または互いに締め付けられてもよい複数の部品を含んでいてもよく、状況に応じて互いから取り外し可能であってもよい。
【００４２】
接着剤を用いて、一または複数の管をノードに取り付ける場合は、車両の総重量を低減することができる。ただし、車両の一定の部分が衝突または部品の故障によって交換が必要となる場合は、構造全体を廃棄せずに一定の部分のみを交換すること、または一定の部分のみを除去することは困難であることもある。一または複数の留め具を用いて、ノード部品を互いに取り付ける技術を使用することによって、必要に応じて車両用シャシを分解することが容易になる。たとえば、一または複数の留め具によって、ノード部品を外すことによって、ノード部品は互いに相対的に取り外し可能となる。その後、交換が必要な車両用シャシの部分は新しい部品と交換可能であり、新しい部品は既存の車両用シャシ構造に締め付け可能である。たとえば、車両の一定の部分を交換する必要がある場合は、対応する管およびノードは容易に分解されてもよく、新しい交換部分は（たとえば、ボルト留め、ねじ留め、リベット留め、締め付け、連結によって）元来の構造に留められてもよい。これによって、柔軟性が広がり、車両用シャシの部分は単一の部品から車両の全体まで広がってもよい。たとえば、車両の一部分が衝撃１５１によって潰れるとき、部分全体は車両用シャシから取り外され、損傷を受けていない新しい部分と交換されてもよい。一部の事例では、車両のこのような部分はシャシモジュール、シャシサブ構造、シャシサブアセンブリ、または本明細書に記載する任意のその他の車両用シャシの部分であってもよい。新しい部分は事前に組み立てられ、次に車両用シャシに接続点で取り付けられてもよく、または個別に既存の車両用シャシに組み立てられてもよい。このような柔軟性によって、車両は容易に改良または修正されてもよい。たとえば、新機構が車両用シャシに使用可能になる場合、新機構を車両に搭載しながら元来のシャシのほとんどを維持することができる。
【００４３】
一部の実施形態では、その他の部分が接着剤を用いて取り付けられる一方、車両の一定の部分／区分は締め付け技術を用いて取り付けられてもよい。代替的に、または追加として、ノードおよび管は一定の区分内で接着剤を用いて取り付けられてもよい一方、締め付け技術を交差接続に用いてもよい。たとえば、交換可能区分（たとえば、クランプルゾーン）内で、ノードおよび管を互いに接着剤を用いて取り付けてもよい一方、交換可能区分は車両のその他の部分に締め付け技術を用いて取り付けられ、それによって交換可能区分が衝突で破壊されるとき、新しい部品と容易に交換できる。管は一体型の一部品ノードに糊付けされる一端部を有していてもよく、別の端部は別のノードまたはノード部品に糊付けされてもよく、これによって別のノード部品とのボルト留め区分が可能となる。ノードは管に一つの受容ポートで糊付けされ、別の管に別の受容ポートで糊付けされてもよく、互いに締め付けられる複数のノード部品から形成されても、形成されなくてもよい。
【００４４】
図１Ｃは、複数のシャシモジュール（たとえば、シャシモジュール１６１、１６２、...、１６８）によって構成される車両用シャシ１６０の例を示す。車両用シャシは任意の種類の車両に用いてもよい。車両には、空中輸送車両、水上移動車両、陸上車両、または任意のその他の適切な種類の車両を含むが、これらに限定されない。個別のシャシモジュールは、車両用シャシのサブ構造、区分サブ区分、部分、サブ部分、モジュール式ブロック、構築ブロック、および／または車両用シャシの部分／区分／一部であってもよい。たとえば、シャシモジュールは、床、プロントパネル、リアパネル、ルーフパネル、ピラー、フロントウィング、ダッシュパネル、ロッカーパネル、空中輸送車両の機体の一部、空中輸送車両のノーズ区分、甲板の区分、車両の任意のその他の部分／区分、または車両の部分／区分／サブ部分／サブ区分であってもよい。別の例では、クランプルゾーンは、複数のシャシモジュールまたは単一のシャシモジュールを備えていてもよい。
【００４５】
一または複数の個別のシャシモジュールは、設計者および／またはユーザによって、車両に求める設計／性能に基づいて決定されても／画定されてもよい。代替的に、または組み合わせて、個別のシャシモジュールは製造者によって製造工程、たとえば、製造時に用いられる個別の段階、個別のステップ、ツール／器具／機械に基づいて決定されてもよい。代替的に、または組み合わせて、個別のシャシモジュールは、組み立て者によって組み立てに関する様々な条項に基づいて決定されてもよい。たとえば、一定のノード、コネクタ、および／またはパネルを共に組み立てて、一定のシャシモジュールを組み立て現場で形成してもよい。
【００４６】
車両用シャシまたは車両用シャシの任意の部分は、一または複数のシャシモジュールからプラグアンドプレイファッションで構築可能である。たとえば、車両用シャシの正面部分の一または複数のシャシモジュールは取り外し／分解することができ、別の車両用シャシの一または複数のシャシモジュールは正面部分に取り付け／組みたてすることができる。様々な種類の車両のシャシモジュールは、交換可能性（たとえば、互換性のある接合部分）を有していてもよく、それによって、シャシモジュールは、様々な種類の車両のシャシモジュールと混合および適合されて、ユーザのニーズに基づいて車両用シャシを生成してもよい。これによって、ユーザが有することがある任意の性能、美的感覚、および／またはその他のニーズに基づいた、車両用シャシの柔軟な構造が可能となる。
【００４７】
一または複数の車両用シャシモジュールを組み立てて、締め付け技術、接着剤、またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない任意の適切な技術を用いて車両用シャシを形成してもよい。車両衝突、機械的または電気的故障、および／またはシャシモジュールの改良または修正によって、一または複数のシャシモジュールを交換する必要がある場合は、一または複数のシャシモジュールを容易に新しいシャシモジュールと交換することができる。
【００４８】
個別の車両用シャシを構築するために用いるシャシモジュールは、互いに異なる構造、形状、寸法、材料、および／または機能を有していてもよい。代替的に、または追加として、個別の車両用シャシを構築するために用いる一または複数のシャシモジュールは、同一の繰り返し構造であってもよい。３−Ｄ印刷（またはその他の製造方法）のための同一の設計パターン、製造方法および条件、および／または組み立て工程を同一のシャシモジュールに用いて、製造費用を節約することができる。シャシモジュールは再構成可能であってもよい。たとえば、３−Ｄ印刷、押出、鋳造、または任意のその他の方法を用いて、部分的または完全にシャシモジュールを作り直すまたは再構成してもよい。代替的に、または追加として、シャシモジュールは再使用可能であってもよい。たとえば、解体車両からの一または複数のシャシモジュールをその他の車両に再使用してもよい。
【００４９】
シャシモジュールは混合構造を有していてもよい。たとえば、シャシモジュールは、複合材料（たとえば、炭素繊維）、金属材料（たとえばアルミニウム、チタン、またはステンレス鋼、真鍮、銅、クロモリ鋼、鉄、その他の金属材料、またはこれらから形成された合金）、高分子材料（たとえば、プラスチック）、またはそれらの組み合わせなどの様々な種類の材料の組み合わせから形成されてもよい。シャシモジュールは、一または複数の金属および／または非金属材料から形成されてもよい。代替的に、または組み合わせて、シャシモジュールは、接着剤、留め具、またはその他の接続方法を用いるなどの様々な方法の組み合わせを用いて形成されてもよい。
【００５０】
図１Ｄは、一または複数のシャシサブアセンブリから構築されるシャシサブ構造（またはシャシモジュール、またはシャシモジュールの一部）の例を示す。シャシサブ構造は、車両用シャシの特異な一部であってもよい。車両用シャシは、類似する寸法および／または構成を有するシャシサブ構造を繰り返すことによって構築することができる。
【００５１】
シャシサブ構造は、混合構造を有していてもよい。たとえば、シャシサブ構造は様々な種類の材料、複合材料（たとえば、炭素繊維）、金属材料（たとえばアルミニウム、チタン、またはステンレス鋼、真鍮、銅、クロモリ鋼、鉄、その他の金属材料、またはこれらから形成された合金）、高分子材料（たとえば、プラスチック）、またはそれらの組み合わせなどから形成されてもよい。シャシサブ構造は、一または複数の金属および／または非金属材料から形成されてもよい。代替的に、または組み合わせて、シャシサブ構造は、接着剤、留め具、またはその他の接続方法を用いるなどの様々な方法の組み合わせを用いて形成されてもよい。
【００５２】
シャシサブアセンブリ１７１は、コネクタ（たとえば、管）１７４を一または複数のノード（たとえば、継手）１７２、１７３に、締め付け技術、接着剤、またはそれらの組み合わせを用いて接続することによって形成されてもよい。一または複数のシャシサブアセンブリ（たとえば、サブアセンブリ１７４、１７５）を互いに接続して、締め付け技術（たとえば、１７６）、接着剤、またはそれらの組み合わせを用いてシャシモジュールまたはシャシサブ構造を形成してもよい。代替的に、または追加として、個別のシャシサブアセンブリは、締め付け技術および／または接着剤を用いて一または複数のコネクタ、一または複数のノード、および／または一または複数のパネルによって形成されてもよい。サブアセンブリは、最小または最適な数のノードを含むように決定されてもよく、それによって最適な数のシャシモジュールまたはシャシサブ構造をシャシアセンブリに用いることができる。
【００５３】
シャシサブアセンブリは、類似する寸法または構成の繰り返し構造を有することができる。シャシモジュールまたはシャシサブ構造は類似するシャシサブアセンブリから形成されてもよい。シャシモジュールまたはシャシサブ構造は、様々なサブアセンブリから形成されることができる。代替的に、シャシモジュールまたはシャシサブ構造は、繰り返し構造と異なる構造を有するサブアセンブリの組み合わせから形成され、最適な設計および製造工程を実現することができる。
【００５４】
シャシサブアセンブリは、混合構造を有していてもよい。たとえば、シャシサブアセンブリは、複合材料（たとえば、炭素繊維）、金属材料（たとえばアルミニウム、チタン、またはステンレス鋼、真鍮、銅、クロモリ鋼、鉄、その他の金属材料、またはこれらから形成された合金）、高分子材料（たとえば、プラスチック）、またはそれらの組み合わせなど様々な種類の材料の組み合わせから形成されてもよい。シャシサブアセンブリは、一または複数の金属および／または非金属材料から形成されてもよい。代替的に、または組み合わせて、シャシサブアセンブリは、接着剤、留め具、またはその他の接続方法を用いるなどの様々な方法の組み合わせを用いて形成されてもよい。
【００５５】
図１Ｅ〜１Ｋは、様々な形状および構成を有する車両用シャシモジュールの様々な実施形態を示す。図１Ｅ〜１Ｆは、一または複数のコネクタと一または複数のノードを共に接続することによって形成されるシャシモジュールを示す。コネクタとノードとの間の角度はおよそ９０度であってもよい。図１Ｇは、一または複数のコネクタと一または複数のノードとを接続することによって形成されるシャシモジュールを示す。コネクタは長方形の面を斜めに横切って配置され、強固な構造をシャシモジュールに提供する。図１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、および１Ｋは、シャシモジュールを示す。シャシモジュールは一または複数のコネクタ、一または複数のノード、および一または複数のパネルを共に接続することによって形成される。図１Ｊは、コネクタ、ノード、およびパネルの組み合わせによって形成されるシャシモジュールを示す。シャシモジュールは中空の構造を有していてもよい。一または複数の管、一または複数のノード、および／または一または複数のパネルは、中空の中心内に形成され、構造支持および／またはその他の機能を提供してもよい。
【００５６】
図１Ｌ〜１Ｍは管状およびパネル状の応力部材の接続例を示す。図１Ｌはシャシモジュールの一部を示す。ノードを用いて管とパネルを接続する。一または複数の留め具（たとえば、ボルト）を用いて接続してもよい。図１Ｍは、一または複数のノードに取り付けるフランジを示す。フランジは、その他の部分（たとえば、ノードおよび／またはパネル）を留め具を用いて接続するための一または複数の穴を有していてもよい。フランジは、ノードに接着剤および／または締め付け技術を用いて取り付けられてもよい。シャシモジュールは、管に接続する管、パネルに接続する管、パネルに接続するパネル、およびそれらの組み合わせの一または複数の構成を有することができる。
【００５７】
シャシモジュールは、図１Ｅ〜１Ｍに記載した以外に任意のその他の形状、構造、寸法、および／または構成を取ることができる。たとえば、シャシモジュールは、ピラミッド形、三角形、正方形、台形および／または任意のその他の形状の２Ｄ構造または３−Ｄ構造を有していてもよい。シャシモジュールは類似する寸法および／または構成を有する繰り返し構造であることもある。シャシモジュールは、様々な種類の車両の中でも交換可能な接合部分を有していてもよい。
【００５８】
図２Ａは、２０１において、スペースフレーム内で炭素繊維管などの接続管用の継手部材を３−Ｄ印刷するための方法を記載するフローチャートを示す。本方法では、シャシ設計モデルを選択する。シャシ設計モデルは新しい設計でもよく、またはライブラリに記憶される設計でもよい。ライブラリは、以前に用いられた設計または共通のストックした設計を備えていてもよい。シャシ設計は、３−Ｄ印刷工程を有する継手を形成するユーザによって生成されることができ、または継手を形成するユーザとは異なるユーザによって生成されることができる。シャシ設計は編集可能である。シャシ設計はオンライン市場を通じて利用可能となることもある。２０２において、選択されたシャシ設計管の仕様（たとえば内径および外径、管断面、および接続点での互いに対する管の角度）を決定する。次に、２０３において、各管接続点での動的および静的応力を決定する。各管接続点での動的および静的応力を、計算モデル、たとえば有限要素解析を用いて決定することができる。２０４において、ステップ２０２および２０３で決定された物理的および構造的特性を用いて、継手（ノード）を設計する。最終的に、最後のステップで、継手は仕様にしたがって、従前のステップ２０５によって決定された３−Ｄプリンタを用いて生成される。２以上の継手を同時に形成することもできる。代替的に、継手は一つずつ形成することができる。
【００５９】
シャシ設計モデルは、たとえば、ＡｕｔｏＣＡＤ、Ａｕｔｏｄｅｓｋ、Ｓｏｌｉｄ  ＷｏｒｋｓまたはＳｏｌｉｄ  Ｅｄｇｅのような任意の入手可能な構造設計用ソフトウェアプログラムで生成されてもよい。シャシ設計モデルは、スペースフレームの設計の要件に合わせて生成される、簡単なカスタム設計ツールで生成されてもよい。このカスタマイズされたツールは、既存の構造設計用ソフトウェアにインタフェースして、入力データの最小セット（たとえば、所与のノードに入る管の相対角度）から完全なノードの形状を自動的に作りえる。シャシモデルを作った後、それぞれの管接続点が画定されてもよい。管接続点は、継手が二つ以上の管を接続するために使用される位置であってもよい。管接続点の特徴は、モデルによって決定され、設計に必要な継手構造を画定するために用いられてよもい。たとえば、管の数、管の寸法および管の相対角度が決定されてもよい。それぞれの継手の管の数は、シャシモデルから決定されてもよく、たとえば、継手は２、３、４、５、６、７、８、９または１０本の管を接続してもよい。継手位置における、それぞれの接続管の直径および断面形状は、モデルから決定されてもよい。たとえば、継手は、正方形管、円形管、楕円形管、三角形管、五角形管、六角形管または不規則形状の管を接続してもよい。継手に接続された管は、すべて同じ断面形状を有するか、または異なっていてもよい。接続管の直径は、モデルから決定されてもよく、接続管は少なくとも約１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチ、１／２インチ、１インチ、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、１０インチ、１５インチまたは２０インチの直径を有していてもよい。継手に接続された管は、すべて同じ直径を有するか、または異なっていてもよい。それぞれの継手における管の相対角度もまた、シャシモデルから決定されてもよい。
【００６０】
必要に応じて、ユーザは、シャシ設計の一部を設計するか、または設計の際に準拠する仕様を提供してもよい。一または複数のプロセッサによって実行されるソフトウェアは、シャシの残りを設計するか、または仕様に準拠したシャシの詳細を提供してもよい。プロセッサは、人の介入をさらに必要とせずに設計の少なくとも一部を生成してもよい。本明細書に記載された任意の特徴は、ソフトウェア、ユーザまたはソフトウェアとユーザの両方によって最初に設計されてもよい。
【００６１】
追加の構造、機械、電気および流体の部品の位置はまた、構造設計用ソフトウェアにより決定されてもよい。たとえば、せん断パネル、構造パネル、衝撃システム、エンジンブロック、電気回路および流体経路の位置は、構造設計用ソフトウェアによって決定されてもよい。シャシモデルは、継手が構造、機械、電気および流体部品の位置と一体化するように継手の設計を画定するために用いられてもよい。
【００６２】
シャシモデルは、それぞれの継手における応力の方向および大きさを計算するために用いられてもよい。応力は、線形または非線形応力モデルを使用する有限要素解析を用いて計算されてもよい。応力は、シャシが静止している間またはシャシが、たとえば直線沿い、曲面の軌道、平滑な表面沿い、起伏の多い表面沿い、平坦な地形または丘陵地のような一般的な経路に沿って移動している間に継手において計算されてもよい。継手において計算された応力は、せん断力、引っ張り力、圧縮力、ねじり応力または応力の種類の組み合わせであってもよい。継手は、計算された応力を支持するための設計上の特徴を含んでいてもよい。継手における設計上の特徴は、特定の安全基準を遵守するように構成されてもよい。たとえば、継手は、少なくとも１、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０の安全率内で計算された応力に耐えるように構成されてもよい。継手は、振動したり、衝撃や衝突を受けたりする可能性があるフレーム上の管を支持するように設計されてもよい。たとえば、車両用シャシは、道路上で走行され、長時間の振動を受ける可能性がある。継手は、長期にわたる振動によって生じる継手にかかる力と応力に耐えることが可能であってもよい。別の実施例においては、車両が別の物体にぶつかった場合、車両は衝突を受け得る。継手は、この衝突に耐えるように設計されてもよい。場合によっては、継手は、特定の所与の程度までの衝突に耐えるように設計されてもよい。必要に応じて、継手は、所与の程度を超えて構成を変形または変更し、衝撃を吸収することが望ましい場合がある。継手は、様々なフレームの仕様および基準を満たすように設計されてもよい。場合によっては、継手は、消費者用および／または商用車に対する州または国の安全要件を満たすシャシを形成するように設計されてもよい。
【００６３】
図２Ｂは、継手を設計および構築するために用いる工程のフローチャートの追加例を示す。前述したように、２１１において、シャシ設計は選択されてもよい。シャシ設計は、ゼロから生成されてもよく、または前から存在するシャシ設計モデル一式のから選択されてもよい。シャシ設計は、前から存在するシャシ設計モデルから修正されてもよい。シャシ設計は、２１６において、安全条項を考慮に入れてもよい。たとえば、シャシ設計を形成する前に、法的または民間安全要件などの安全要件を考慮してもよい。
【００６４】
たとえば、シャシ設計を支援するソフトウェアが提供されてもよい。ユーザがシャシ設計を決定できるように、画面またはその他の種類のディスプレイ上のグラフィカルユーザインタフェースなどのユーザインタフェースが提供されてもよい。一部の実施形態では、ソフトウェアは安全要件にアクセスできてもよい。たとえば、安全要件はソフトウェアのローカルメモリに記憶されてもよい。安全要件は、定期的に、またはイベント駆動に基づいてリアルタイムで更新されてもよい（たとえば、ユーザがリクエストを送るときにソフトウェアによって引き起こされ、たとえば、新しい安全要件があるときにはオフボードソフトウェアによってプッシュされる）。代替的に、安全要件はオフボードに記憶され、ソフトウェアが必要に応じてアクセス可能であってもよい。
【００６５】
ユーザがシャシ設計を形成しようと試みるとき、提案された設計または設計機構が安全要件を順守しているかどうか判断されてもよい。提案された設計または機構が安全要件を順守するとき、ユーザは設計を進めてもよい。提案された設計または機構が安全要件を順守していない場合、ユーザは安全要件に順守していないことに関して警告を受けてもよい。警告は状況に応じて、設計または機構が安全要件を満たさない理由またはどの安全要件を順守していないかに関する情報を含んでいてもよい。警告は状況に応じて、安全要件を順守するために行える変更に関して提案を含んでいてもよい。ユーザは、安全要件を順守していない場合、設計または機構を継続する許可を与えられることも、与えられることもある。たとえば、ユーザは任意の非順守に関して警告を受けてもよいが、その設計を進めることを許可されてもよい。代替的に、ユーザは非順守の場合、設計を進める許可をえられないこともあり、順守状態であった初期のステップまたは段階に設計を戻すこともある。
【００６６】
一部の事例では、シャシを設計することは反復工程であってもよい。たとえば、初期のシャシ設計が提供されてもよい。様々な衝突またはその他の安全に関連するシナリオなどの一または複数の車両シナリオを初期のシャシ設計を用いてシミュレーションしてもよい。シミュレーションの結果に基づいて、シャシ設計を修正してもよい。修正したシャシ設計に対してさらにシミュレーションを行ってもよい。設計の反復は何回行ってもよい。各設計および／または修正に対して、安全条項を考慮してもよい。一部の実施形態では、シミュレーションによって、衝突などのシナリオ中に、車両の様々な部品の動き方または変形の仕方が示されてもよい。車両の部品は、全体的な設計、衝突中の車両の様々な部品の動き方を考慮して設計されてもよく。シャシ設計は、所望する様々な領域でさらにエネルギを吸収することによって、所望する様々な領域でエネルギの吸収を減らすことによって、シナリオに対して所望する結果を提供してもよい。シャシ設計はまた、様々な部品が移動する仕方を制御してもよく、一定の部品が様々な方向に移動することを防いでもよく、または部品を所望する方向に誘導してもよい。
【００６７】
前述したように、シャシ設計を獲得すると、２１２において、管の仕様が決定されてもよく、さらに２１３において構造要件が決定されてもよい。ノードは、２１４において、管の仕様および／または構造要件に基づいて設計されてもよい。管の設計、構造設計、および／またはノード設計は安全要件を考慮にいれてもよい。シャシ設計に組み込まれた安全要件は、個別の部品レベルまで持続されてもよい。たとえば、管および／またはノードは、安全要件を満たすために安全機構として機能してもよい構造機構または形状を有していてもよい。
【００６８】
ノードが設計されると、２１５において、ノードが製造されてもよい。ノードは３−Ｄ印刷されてもよく、または任意のその他の種類の製造工程を受けていてもよい。一部の実施形態では、製造技術のその他の例は、溶接、圧延、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせを含んでいてもよいが、これらに限定されない。
【００６９】
最終的な継手の設計は、管の寸法と形状の要件と、一体化された構造、機械、電気および流体部品の位置と、任意の性能仕様とともに計算された応力の種類および大きさによって決定されてもよい。図３は、必要な仕様を満たす継手の計算モデルが、装置３０１上のソフトウェアプログラムにおいて開発される仕方を示す図である。装置は、プロセッサおよび／またはメモリを備えていてもよい。メモリは、コード、ロジックまたは設計のステップもしくは計算のような一つ以上のステップを実行する命令を備える非一時的コンピュータ可読媒体を含んでいてもよい。プロセッサは、非一時的コンピュータ可読媒体にしたがってステップを実行するように構成されていてもよい。装置は、デスクトップコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、サーバまたは任意のその他の種類の計算装置であってもよい。装置は、３−Ｄプリンタ３０２と通信してもよい。３−Ｄプリンタ３０２は、ソフトウェアプログラムで開発された設計にしたがって継手を印刷してもよい。３−Ｄプリンタは、付加製造および／または減法製造を通して物体を作るように構成されることができる。３−Ｄプリンタは、金属、複合材またはポリマーの物体を形成するように構成されることができる。３−Ｄプリンタは、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）プリンタ、電子ビーム溶解（ＥＢＭ）プリンタ、熱溶解造形（ＦＤＭ）プリンタまたはポリジェットプリンタであってもよい。３−Ｄプリンタは、チタン、アルミニウム、ステンレス鋼、構造プラスチックまたは任意のその他の構造材料でできた継手を印刷してもよい。
【００７０】
３−Ｄ印刷は、入力として計算または電子モデルに基づいた三次元構造を作る工程を含んでいてもよい。３−Ｄプリンタは、押出成形、粒状の結合体、積層、またはステレオリソグラフィを含む任意の既知の印刷技術を採用してもよい。３−Ｄ印刷の一般的な技術は、三次元の物体の設計を、プリンタが次に物体が完成されるまで一層毎に形成する一連のデジタル層に分解することを含んでいてもよい。継手は一層毎に印刷されてもよく、広範囲の形状の設計および詳細な機構に対応し、内部機構および外部機構を含んでいてもよい。
【００７１】
３−Ｄで印刷された継手は、管で組み立てられフレーム構造を形成してもよい。設計は、後半の設計変更に対応する柔軟性を有していてもよい。たとえば、支持管が設計工程の後半において設計に加えられた場合には、追加の継手が追加の支持管に対応するために迅速に、かつ低費用で印刷されることができる。継手を作るために３−Ｄプリンタと通信するコンピュータモデルを使用する方法は、広範囲の形状を低費用で迅速に作ることを可能にしえる。
【００７２】
３−Ｄ印刷を用いてノード（たとえば、継手）、コネクタ（たとえば、管）、および／またはパネル、ハニカム構造、および／または任意の車両の一部を形成してもよい。前述したような任意の部品は、任意のその他の種類の構造または部品上に印刷されてもよい。その他の種類の構造または部品は、ノード、コネクタ、パネル、クロスバー、ビームなどを含むがこれらに限定されない。３−Ｄプリンタを用いて、継手間の管などコネクタを形成してもよい。３−Ｄプリンタを用いて、パネルを印刷してもよく、または機構をパネル上に印刷してもよい。たとえば、車両の一部はハニカム構造をパネルに用いてもよい。本明細書に前述したように、３−Ｄ印刷技術を用いて、構造を直接ハニカムパネル上に、および／またはハニカムパネル内に印刷してもよい。たとえば、ハニカムパネルは一または複数の外部シートを有していてもよい。印刷された機構は外部シート上に印刷されてもよい。代替的に、外部シートの一部を（たとえば、機械加工、またはその他の切除によって）除去して、内部ハニカム構造を露出してもよい。印刷された機構は、ハニカム構造に直接印刷されてもよい。印刷された機構は任意の機能に用いられてもよい。一部の事例では、印刷された機構はパネルと一または複数のその他の部品（たとえば、その他のパネル、接続管、継手など）を接続する支援となってもよい。一部の事例では、一または複数のノードはパネル上に直接印刷されてもよく、パネルの表面から延在してもよい。ノードは外部シートまたは内部ハニカム構造、またはそれらの任意の組み合わせ上に印刷されてもよい。一または複数のその他の部品はさらに、３−Ｄ印刷されたノードに接着剤（たとえば、のり）、留め具（たとえば、ボルト）、またはそれらの組み合わせを用いて印刷されてもよい。代替的に、または組み合わせて、その他の印刷技術、スタンピング、屈曲、押出、鋳造、および／またはその他の製造方法を用いて、車両任意の一部を製造してもよい。
【００７３】
図４Ａは、上述した方法の詳細なフローチャートを示す。記載されるステップは例としてのみ提供される。いくつかのステップは省略され、異なる順序で完了されまたはその他のステップと入れ替えてもよい。何れのステップも一つ以上のプロセッサを利用して自動的に実行されえる。一つ以上のステップは、ユーザ入力による介入により実行されてもまたは実行されなくてもよい。工程は、シャシ設計のようなフレーム設計の選択を含むステップ４０１から開始され、設計は記憶された設計のライブラリから選択されるか、または特定のプロジェクト用に開発された新しい設計であってもよい。
【００７４】
設計が選択された後、次のステップは４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃおよび／または４０２ｄであり、フレームの継手のための構造上の要望や仕様の計算を含んでいてもよい。ステップ４０２ａ〜４０２ｄは、任意の順番で完了されてよく、すべてのステップ４０２ａ〜４０２ｄが完了されるか、またはステップのいくつかのみが行われてよい。ステップ４０２ａは、各継手における構造負荷の計算を含む。構造負荷は有限要素方法によって決定されてよく、せん断応力、圧縮応力、引っ張り応力、ねじり応力または任意の応力の組み合わせの方向および大きさを含んでいてもよい。応力は、車両が走行中であるか、または車両が静止していると仮定して計算されてもよい。これは又、安全性、製造、耐久性のような任意の性能仕様の計算を含んでいてもよい。ステップ４０２ｂは、車両全体に流体経路および電気経路をマッピングする。流体経路の例は、冷媒、潤滑、換気、空調および／または暖房ダクトを含みえる。ソースからシステムへの電気ルーティングを必要としえる電気システムの例は、オーディオシステム、室内照明システム、室外照明システム、エンジンイグニッションコンポーネント、搭載用ナビゲーションシステムおよび制御システムを含みえる。ステップ４０２ｃでは、各継手での管の角度、形状および寸法を決定する。ステップ４０２ｄにおいては、パネルおよびサスペンション用接続のような構造部品がマッピングされる。
【００７５】
ステップ４０２ａ〜４０２ｄにおける継手の要望／仕様の計算の次に、継手部材はステップ４０３ａ〜４０３ｄにおいて継手の要望／仕様に対応するように設計されてもよい。継手の設計方法は、ステップ４０３ａ〜４０３ｄを含んでいてもよい。ステップ４０３ａ〜４０３ｄは、任意の順番で完了されてよく、すべてのステップ４０３ａ〜４０３ｄが完了されるか、またはステップのいくつかのみが行われてよい。４０３ａにおいて、各継手における既知の応力プロファイルは、継手の壁厚、継手の材料または継手に印刷する必要のあるセンタリング機構を決定してもよい。流体および電気経路がマッピングされた後、４０３ｂにおいて、対応する内部ルーティング機構が継手に印刷されるように設計されてもよい。継手は流体および電気経路用の別の内部ルーティング機構を有するか、継手は流体および電気経路によって共有される一つのルーティング機構を有していてもよい。管の角度、形状および寸法の決定後、その他の仕様を満たしつつ必要な管に対応できるように、継手は４０３ｃにて設計されてもよい。４０２ｄにおいて決定されたマップを使用して、一体化された接続機構の位置は、４０３ｄで継手に印刷されるように設計される。このような設計のステップは、順番に、または並行して行われてよい。様々な継手の設計の必要性は、印刷用の継手の設計をする際に組み合わせて考慮されてもよい。場合によっては、３−Ｄ印刷の工程も継手を設計する上で考慮されてもよい。
【００７６】
最終ステップ４０４では、一連の印刷された継手を製造して、４０１で選択されたフレームアセンブリで用いる。印刷された継手は、４０３ａ〜４０３ｄのステップを包括的に考慮して設計された継手に基づいて３−Ｄ印刷されてもよい。印刷された継手は、シャシのアセンブリを完成するために使用されてもよい。
【００７７】
本明細書で記載する３−Ｄ印刷の方法は、管を接続するための継手の製造に適応し、シャシを組み立てるために必要な時間を減少してもよい。たとえば、シャシを設計し、構築する全時間は、約１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１２時間、１日、２日、３日、４日、５日、６日、１週間、２週間、３週間、４週間もしくは１ヶ月以下であってもよい。場合によっては、継手自体の印刷は、約１分、３分、５分、１０分、１５分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、１．５時間、２時間、２．５時間または３時間以下かかってもよい。３−Ｄ印刷の方法に必要となるツールは通常の製造方法よりも少ないため、シャシの組み立てに必要な時間は減少されてもよい。本明細書において記載されている方法においては、単一のツール（たとえば、３−Ｄプリンタ）が、複数の継手を異なる仕様（たとえば、寸法／形状）で製造するように構成されてもよい。たとえば、それぞれ同一の設計を有する一連の継手は、単一の３−Ｄプリンタを使用して印刷されてもよい。別の実施例においては、異なる設計を有する一連の継手は、単一の３−Ｄプリンタを使用して印刷されてもよい。異なる設計は、同一のフレームアセンブリにすべて属するか、または異なるフレームアセンブリ用に印刷されてもよい。これによって、現場で継手を印刷する業務の予定を立てる際に、より柔軟性の程度が上がり、製造者が特定の目的を満たす継手の生産を最適化できてもよい。場合によっては、３−Ｄプリンタは車両が構築される現場に搬送されえるような寸法および形状であることができる。さらに、３−Ｄ印刷は、継手の品質管理や均一性を高めてもよい。
【００７８】
図４Ａに示す製造工程によって、製造時間および費用が低減されてもよい。製造時間および／または費用は、一つ以上の継手を形成するために必要なツールの数を減らすことによって低減することができる。すべての継手は単一のツールである３−Ｄプリンタで形成されることができる。同様に、３−Ｄプリンタによってもたらされる、その他の製造技術よりも高いレベルの品質管理により、製造時間および／または費用を低減することができる。たとえば、前述の方法を使用する継手の生産費用は、他の方法と比較して、少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％の製造費用を削減しえる。スペースフレームにおいて、管を接続するための継手を製造するために３−Ｄ印刷を使用することで、各継手用に別の金型またはツールを必要とせずに、各継手が異なる形状および寸法を有することが可能となる。継手用の３−Ｄ印刷の工程は、容易に調整されてもよい。
【００７９】
図４Ｂは、製造工程のフローチャートの例を示す。製造工程は、シャシを製造するために用いられる。シャシ設計の図４Ｂの任意の例示を用いて、（たとえば、図１Ｃに記載したように）シャシモジュール、（たとえば、図１Ｄに記載したように）シャシサブ構造、（たとえば、図１Ｄに記載したように）シャシサブアセンブリ、および／またはシャシのその他の一部／部分を設計し、および／または製造することができる。サブアセンブリを組み立てて、シャシモジュールを形成してもよい。シャシモジュールをさらに組み立てて、シャシを形成してもよい。図４Ｂに例示する工程の完成品はシャシモジュール、シャシサブ構造、シャシサブアセンブリ、および／または車両用シャシのその他の一部／部分でありえる。
【００８０】
製造工程は、設計段階および製造段階を含んでいてもよい。設計段階は、シャシ設計４１０（またはシャシモジュール設計、サブアセンブリ設計、サブ構造設計、サブ部分設計など）を含んでいてもよい。シャシ設計を用いて、コネクタ（たとえば、管）設計４１１および／またはノード（たとえば、継手）設計４１２を決定してもよい。様々なシャシモジュールのサブアセンブリは、様々な設計、形状、構造、および／または材料で製造される様々な数のノードおよび／またはコネクタを有していてもよい。様々な車両用シャシのシャシモジュールは、様々な形状、構造、および／または組み立て工程で製造される様々な数のサブアセンブリを有していてもよい。製造段階は、コネクタ（たとえば、管）製造４１３および／またはノード（たとえば、継手）製造４１４を含んでいてもよい。コネクタおよび／またはノードを共に組み立てて、サブアセンブリ、シャシモジュール、および／またはシャシ４１５を形成してもよい。
【００８１】
一部の事例では、個別のノードに明確なノード識別子を割り当て、個別のコネクタに固有のコネクタ識別子を割り当ててもよい。それによって、各ノードおよび各コネクタは、設計、製造、アセンブリ、状況に応じて在庫管理、維持、修理、交換、解体、および／または任意のその他の段階で追跡可能となる。ノードおよびコネクタから形成されるサブアセンブリに、サブアセンブリ識別子を割り当て、車両の製造および／または使用の様々な段階で追跡に用いてもよい。サブアセンブリから形成されたシャシサブ構造にシャシサブ構造識別子を割り当て、製造および／または使用の様々な段階で追跡に用いてもよい。サブアセンブリから形成されたシャシモジュールにシャシモジュール識別子を割り当て、車両の製造および／または使用の様々な段階で追跡に用いてもよい。任意の部分の識別子は、バーコード、ＱＲコード、製造番号、文字列、数字、および／またはマーク、またはそれらの組み合わせであってもよい。識別子は、対応する部分にスタンピング、エッチング、刻印、貼り付け、または印刷されてもよい。
【００８２】
設計段階でデータベース（たとえば、ライブラリ、車両設計リポジトリ）を生成し、および用いてもよい。データベースを、計算装置の一または複数の非揮発性メモリに記憶してもよい。データベースをユーザ／設計者のローカルな計算装置に記憶してもよい。また、データベースを、複数のユーザが様々な場所でアクセス可能なクラウドインフラストラクチャに記憶してもよい。個別の車両用に設計され、製造されたノードおよびコネクタ、シャシサブアセンブリ、シャシサブ構造、シャシモジュール、および／またはシャシをデータベースに記憶してもよい。各部分の様々な特性および対応する識別子をデータベースに記憶してもよい。ユーザが別の車両の設計および製造を開始するとき、このようなデータベースをテンプレートとして用いてもよい。このようなデータベースを基準として用いて、以前に製造した車両を維持し、および／または改良してもよい。
【００８３】
表１、２、および３は、ノード、コネクタ、サブアセンブリ、およびシャシモジュールを用いて製造した車両の様々な特性の例である。表に記載した一または複数の特性を、データベースエントリとして記録し、その他の車両の製造または以前に製造した車両の改良に用いてもよい。
【００８４】
表１は車両用シャシの製造に用いられる例である。
【００８５】
【表１】
2018528118.tif 000003
【００８６】
表２はシャシモジュールの製造に用いられる例である。
【００８７】
【表２】
2018528118.tif 000004
【００８８】
表３はノード、コネクタおよび／またはパネルの製造に用いられる例である。
【００８９】
【表３】
2018528118.tif 000005
【００９０】
シャシ設計４１０は、性能、美的感覚、安全、および／または費用などの一または複数の要因を組み込んでいてもよい。追加または代替的要因を考慮してもよい。性能は、乗客の数または乗客用内部スペース、荷重負荷、収納スペース、走行距離、空気力学、剛性、ねじり力、馬力、モータ力または速度、加速度、全体的な寸法および／または体積、総重量、耐久性、サスペンション、または任意のその他の要因などの要因を含んでいてもよい。美的感覚は、車の外観、車の音、または全体的な感覚に関する要因を含んでいてもよい。安全は、本明細書で別途詳細に記載するように、車両が満たしえる一または複数の安全要件または測定基準に関連していてもよい。安全は、輸送団体によって要求される任意の規則に順守する要因を含んでいてもよい。輸送団体は、国家運輸安全委員会（ＮＴＳＢ）、連邦航空局（ＦＡＡ）、沿岸警備隊、国家交通安全委員会、運輸省、および／または任意のその他の政府機関、非政府機関、規制機関などの政府機関であってもよい。材料費、製造費、または人件費などの費用検討を考慮してもよい。
【００９１】
シャシ設計は、４１１において、コネクタ設計を特徴付けてもよい。前述したように、コネクタは接続管を含んでいてもよい。コネクタの様々な要因はシャシ設計（たとえば、シャシ設計の任意の要因）によって影響されることもある。たとえば、コネクタ寸法、形状（たとえば、断面形状、側面形状）、材料、内部ルーティング機構（ある場合）、内部構造（ある場合）、内蔵センサ（ある場合）、またはその他の要因を、コネクタ設計に対して決定されてもよい。一または複数のコネクタ設計要因は、車両の性能、美的感覚、安全、または費用によって影響されることもある。製造方法はまた、設計段階中に選択されてもよい。たとえば、ノード、コネクタ、パネル、サブアセンブリ、シャシモジュール、および／またはシャシを選択して、３−Ｄ印刷、スタンピング、屈曲、押出、鋳造、またはそれらの組み合わせを用いて製造されてもよい。製造方法の様々な組み合わせを用いてシャシを製造してもよい。可能なコネクタ機構の例を、以下に詳細に説明する。
【００９２】
シャシ設計は、４１２において、継手の設計を特徴付けてもよい。一部の事例では、継手の設計は、コネクタ設計に基づいて決定されてもよく、またはその逆に、コネクタ設計は継手の設計に基づいて決定されてもよい。個別のコネクタ設計および／または継手の設計を決定する際に、シャシ設計の全体的な形状を考慮してもよい。継手の様々な要因は、シャシ設計（たとえば、シャシ設計の任意の要因）によって影響されることもある。たとえば、継手の突起、継手の接続機構、継手のセンタリング機構、材料、内部ルーティング機構（ある場合）、内部構造（ある場合）、内蔵センサ（ある場合）、またはその他の要因を、継手の設計に対して決定してもよい。一または複数の継手の設計要因は性能、車両の美的感覚、安全性、または費用によって影響されることもある。可能な継手機構の例を、以下に詳細に説明する。
【００９３】
コネクタは、４１３において、設計通り製造されてもよい。コネクタを製造するために用いられてもよい任意の製造技術は、３−Ｄ印刷、ブレイディング、複合、リソグラフィ、溶接、圧延、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。同様に、継手は、４１４において、設計通り製造されてもよい。コネクタを製造するために用いられてもよい任意の製造技術は、３−Ｄ印刷、ブレイディング、複合、リソグラフィ、溶接、圧延、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。コネクタ製造および継手製造のために異なる技術を用いてもよい。代替的に、コネクタ製造および継手製造のために同一の技術または技法を用いてもよい。コネクタおよび／または継手製造は、自動工程の一部として行われてもよい。コネクタおよび／または継手製造は、一または複数の機械を用いて行われてもよい。一または複数の機械は、コネクタ設計および／または継手の設計を支援してもよい計算装置と通信してもよい。直接的な通信が計算装置と、製造に用いられる一または複数の機械との間に提供されてもよく、または間接的な通信がネットワークで提供されてもよい。一部の事例では、一または複数の手動ステップが、コネクタおよび／または継手製造中に発生してもよい。
【００９４】
４１５において、シャシアセンブリが行われてもよい。シャシアセンブリは、一または複数のコネクタを一または複数の継手に接続して、スペースフレームシャシを形成することを含んでいてもよい。一部の実施形態では、接着剤またはその他の技術を用いて、恒久的に一または複数のコネクタを一または複数の継手に取り付けてもよい。シャシアセンブリは自動工程の一部として行われてもよい。アセンブリは一または複数の機械を用いて行われもよい。一または複数の機械は、コネクタ設計および／または継手の設計を支援してもよい計算装置と通信してもよい。直接的な通信が計算装置と、組み立てに用いられる一または複数の機械との間に提供されてもよく、または間接的な通信がネットワークで提供されてもよい。一部の事例では、一または複数の手動ステップが、組み立て中に発生してもよい。このように、元来のシャシ設計要因を考慮して、車両用シャシは組み立てられてもよい。シャシ設計要因は、安全を含んでいてもよい。
【００９５】
図４Ｃは、車両本体製造工程のフローチャートの例を示す。製造工程は、設計段階および製造段階を含んでいてもよい。設計段階は、本体設計４２０から開始してもよい。本体設計を用いて、シャシ設計４２１および／またはパネル設計４２２を決定してもよい。本体設計を用いて、シャシモジュールおよび／またはサブアセンブリを決定してもよい。製造段階は、シャシ製造４２３および／またはパネル製造４２４を含んでいてもよい。設計段階および製造段階を用いて、車両のその他の部分４２６、エンジン、燃料システム、電子部品、センサなどを製造してもよい。一部の事例では、ノードはスマートノードであってもよく、センサと一体化され、力、使用状態、圧力、温度、および／または任意のその他のパラメータを検知する。スマートノードを用いて、車両が異常な状態を有するとき警告を送信してもよい。スマートノードを用いて、車両の一部を追跡してもよい。シャシおよびパネル製造は連続して発生しても、平行して発生してもよく、および／または互いに一体化されてもよい。シャシおよびパネルを一緒に組み立てて、車両本体４２５を形成してもよい。
【００９６】
本体設計４２０は、性能、美的感覚、安全、および／または費用などの一または複数の要因を組み込んでいてもよい。追加または代替的要因を考慮してもよい。性能は、乗客の数または乗客用内部スペース、荷重負荷、収納スペース、走行距離、空気力学、剛性、ねじり力、馬力、モータ力または速度、加速度、全体的な寸法および／または体積、総重量、耐久性、サスペンション、または任意のその他の要因などの要因を含んでいてもよい。美的感覚は、車の外観、車の音、または全体的な感覚に関する要因を含んでいてもよい。安全は、本明細書で別途詳細に記載するように、車両がみたしえる一または複数の安全要件または測定基準に関連していてもよい。安全は、輸送団体によって要求される任意の規則に順守する要因を含んでいてもよい。輸送団体は、国家運輸安全委員会（ＮＴＳＢ）、連邦航空局（ＦＡＡ）、沿岸警備隊、国家交通安全委員会、運輸省、および／または任意のその他の政府機関、非政府機関、規制機関などの政府機関であってもよい。材料費、製造費、または人件費などの費用検討を考慮してもよい。
【００９７】
シャシ設計４２１は、材料、構造、設計、および／または接続機構などの一または複数の要因を組み込んでいてもよい。シャシまたはその部品、個別のコネクタ、ノード、サブアセンブリ、および／またはシャシモジュールを製造するための材料に関しては、炭素管繊維を用いて、重量を低減してもよい。代替的に、または組み合わせて、などアルミニウム、鋼、鉄、ニッケル、チタン、銅、真鍮、銀、またはそれらの任意の組み合わせまたは合金などの金属材料を用いて、変形中にさらにエネルギを吸収してもよい。それによって、さらに安全およびその他の性能機構を提供してもよい。様々な技術を用いて、シャシの様々な部分を接続してもよい。たとえば、接着剤を用いて、ノードとコネクタを接続してもよい。代替的に、または組み合わせて、締め付け技術を用いて、シャシのモジュールまたは部分を交換する際の柔軟性を提供してもよい。
【００９８】
パネル設計４２２は、材料、構造、設計、および／または接続機構などの一または複数の要因を組み込んでいてもよい。シートは、シャシ重量を低減するために炭素繊維からできていてもよい。シートは、代替的にまたは追加として、アルミニウム、鋼、鉄、ニッケル、チタン、銅、真鍮、銀、またはそれらの任意の組み合わせまたは合金など金属材料から成っていてもよい。金属材料を用いる有利点として、耐穿刺性を改良することを含んでいてもよい。パネルは、平面シート、ハニカム、挟持されたシートなどの様々な構造を有していてもよく、ハニカム構造、骨構造、および／または本明細書に記載する任意のその他の適切な２Ｄまたは３−Ｄ構造などの内部構造を含む。パネルはハニカム構造によって形成され、材料の量、重量および費用を低減することによって、さらに強化されてもよい。代替的に、または追加として、パネルは、ハニカム構造をシート間に挟持することによって形成されてもよい。代替的に、または追加として、パネルは、本明細書にさらに記載する骨構造などの任意の適切な内部構造を含有するように形成されてもよい。
【００９９】
シャシ設計は、シャシ製造４２３を特徴付けてもよい。パネル設計は、パネル製造４２４を特徴付けてもよい。シャシおよび／またはパネルを製造するために用いられてもよい任意の製造技術は、３−Ｄ印刷、ブレイディング、複合、リソグラフィ、溶接、圧延、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない。
【０１００】
製造は、自動工程の一部として行われてもよい。製造は、一または複数の機械を用いて行われてもよい。一または複数の機械は、コネクタ設計および／または継手の設計を支援してもよい計算装置と通信してもよい。直接的な通信が計算装置と、製造に用いられる一または複数の機械との間に提供されてもよく、または間接的な通信がネットワークで提供されてもよい。一部の事例では、一または複数の手動ステップが、製造中に発生してもよい。
【０１０１】
４２５において、車両本体が組み立てられてもよい。アセンブリは、一または複数のコネクタを一または複数の継手に接続して、たとえば、シャシおよび／またはパネルなど対応する部分のスペースフレームを形成することを含んでいてもよい。一部の実施形態では、接着剤、締め付け、またはその他の技術を用いて、一または複数のコネクタを一または複数の継手に接続してもよい。アセンブリは自動工程の一部として行われてもよい。アセンブリは一または複数の機械を用いて行われもよい。一または複数の機械は、コネクタ設計および／または継手の設計を支援してもよい計算装置と通信してもよい。直接的な通信が計算装置と、組み立てに用いられる一または複数の機械との間に提供されてもよく、または間接的な通信がネットワークで提供されてもよい。一部の事例では、一または複数の手動ステップが、組み立て中に発生してもよい。このように、元来の設計要因を考慮して、車両本体は組み立てられてもよい。シャシ設計要因は、安全を含んでいてもよい。
【０１０２】
図１７Ａ〜１７Ｇは、継手、管、および／またはパネルなどの様々な車両部品を接続する様々な実施形態を示す。図１７Ａは、管１７０１（たとえば、コネクタ）をノード１７０３（たとえば、継手）と、スリップオン構造１７００を用いて接続する例を示す。ノードは、ノードの中空の中心を貫通して管が挿入できるように、中空の構造を有していてもよい。このスリップオン構造によって、継続した管構造がノードを貫通して延在できる。一部の事例では、管をノードに挿入した後、接着剤などの追加の固定手段を適用し、さらに結合管とノードとをさらに結合してもよい。たとえば、ノードは、注入を密封するための溝１７０５などの構造を備えていてもよい。管をノードに継続し接続することによって、より良い負荷経路および長い寸法に対して改良した許容制御を提供してもよい。
【０１０３】
図１７Ｂは、パネルとノードの接続例を示す。ノードは、ノードの本体から延在する押出１７０９を有していてもよい。押出は、パネルと係合する接続機構として機能してもよい。たとえば、パネルスキンシート１７０６はノードの押出と係合してもよい。一部の事例では、パネルスキンシートは、ノードと係合するようにパネルの端部と係合するフランジなどの押出機構を備えて形成されてもよい。留め具１７１３（たとえば、ボルト、ねじ、リベット、クランプ、インターロック）を用いて、パネルをノードに固定接続してもよい。パネルは、ハニカム発泡剤または骨構造などの様々な内部構造１７０７を含んでいてもよい。様々な内部構造は、３−Ｄ印刷を用いて製造されてもよい。一部の事例では、せん断パネルをリベット留めするために、パネルに事前に穴をあけてもよい。代替的に、接着剤を押出とパネルスキンの接合部分に塗布し、接続を形成してもよい。
【０１０４】
図１７Ｃ〜１７Ｄは、パネル１７１５と管１７１７とのスムーズな接続の例を示す。パネルは管に一または複数のノード１７２１を用いて接続してもよい。接着剤および／またはファスナを用いて、パネルと管を接続してもよい。代替的に、または追加として、標準または特注の押出または管をパネルから、３−Ｄ印刷、ブレイディング、複合、リソグラフィ、溶接、圧延、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせを用いて直接形成してもよい。ノードを管上に形成し、二つの管をしっかりと接続してもよい。ノードは、３−Ｄ印刷、溶接、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせによって形成されてもよい。ノードは様々な構成で形成されてもよく、たとえば、ノードは、大型のソケット１７２３を有し、管と接続してもよい。ノードはまた、押出用のパネル取り付けフランジ１７２５および接合部分１７２７を有していてもよい。これらの接続方法を用いて構造がスムーズに移動することによって、配置の正確さを維持しながら応力集中を低減してもよい。
【０１０５】
図１７Ｅは、追加の部品を用いずに（たとえば、ノードを用いずに）せん断パネルを接続する例を示す。二つのパネルは互いに一定の角度で接続してもよい。角度はたとえば５度から１７５度の範囲であってもよい。一部の事例では、角度は、パネルのスキンシートから延在するフランジの形状によって決定されてもよい。パネルは、挟持された構造を含んでいてもよく、二つの薄いシート間に挟持されたハニカムまたは骨構造を含む。各パネルの端部には、一または複数のフランジ１７２９、１７３１が形成され、外部または内側のシートから延在してもよい。延在したフランジは一定の角度で屈曲してもよい。フランジは、留め具をはめる穴を含み、パネルのフランジを別のパネルのスキンまたはシートと接続してもよい。接着剤などの様々なその他の結合手段を適用して、二つのパネルを接続してもよい。この構造によって、さらに継続した応力が広がり、部品の数を低減することができてもよい。
【０１０６】
図１７Ｆ〜１７Ｇは、パネルの内部構造の例を示す。パネルは、１対の薄いシート１７３３の間に挟持される内部構造（たとえば、サンドイッチパネルコア）を含んでいてもよい。内部構造は、ハニカム構造、骨構造１７３５〜２、多孔質構造１７３５〜１、四面体筋交い１７３５〜４、円柱構造、または任意のその他の適切な構造を含んでいてもよい。内部構造は、生体模倣構造を含んでいてもよい。内部構造は、均等に配分されていても、されていなくてもよい。たとえば、内部構造の形状を最適化し、特定の場所に負荷をかけることもできる。一部の事例では、内部構造の方向および／または寸法は、負荷要件を満たすように設計されてもよい。図１７Ｇでは、発泡剤充填物を有するハニカム構造を含むパネルが二つのシート１７３７の間に形成されてもよい。ハニカム構造は、壁がパネルの厚さ方向に延在する六角形管状セルの列を備えていてもよい。一部の事例では、セルの一部は、発泡剤材料で充填されてもよい。ハニカム構造は、３−Ｄ−印刷を用いて形成されてもよい。取り付けるために、強化機構（たとえば、硬質点）をハニカム構造に印刷してもよい。一部の事例では、パネルはさらに、注封剤または発泡剤１７３９を二つのスキンシートの間に備えてもよい。一部の事例では、内部構造間のスペースは注封剤材料で充填されてもよい。一部の事例では、取り付けるために、強化機構（たとえば、硬質点）をハニカム構造に印刷してもよい。
【０１０７】
図１８Ａ〜１８Ｌは、様々な車両部品を製造するための様々な例を示す。図１８Ａに示すように、パネルなどの車両部品は、内部ハニカム構造を備えていてもよい。パネルは平坦な板状の形状を有していてもよい。一部の事例では、パネルは所望する角度１８０７から屈曲してもよい。たとえば、（たとえば、削るか、または切除によって）パネルの一部を除去して、内部ハニカム構造１８０１の一部を露出してもよい。パネルを曲げて、所望する角度１８０３を形成してもよい。除去領域１８０１の寸法は、形成された角度１８０７と幾何学的関係を有していてもよい。たとえば、形成された角度の回りの弧の長さは、除去領域の幅に対応していてもよい。パネルは、５度から１７５度までの任意の範囲の角度に屈曲されてもよい。一部の事例では、角度１８０５は、ノード１８０７の幾何学的要件に適合するように設計されてもよい。ノードは、パネル取り付けフランジ１８０９またはその他の適切な接続構造を含むように３−Ｄ印刷を用いて印刷されてもよい。一部の事例では、ノードは、屈曲パネルに適合した二つの取り付けフランジ１８０９を備えていてもよい。ノードはパネルに、接着剤および／または留め具（たとえば、ボルト、ねじ、リベット、クランプ、インターロック）を用いて取り付けられてもよい。ノードは、フランジとパネルとの間の嵌合面を介して、接着剤または留め具などの任意の適切な手段を用いて屈曲パネルに結合されてもよい。ノードはさらに、屈曲パネルがその他の車両部品とノードを介して接続するように、接続管を受容し、またはその他の車両部品（たとえばパネル）に結合するように構成されてもよい。
【０１０８】
図１８Ｂでは、パネル１８１１はさらに、ノードにパネル取り付け構造を用いて取り付けられてもよい。本明細書で別途記載する様々な結合手段を用いて、取り付け構造をノード１８１３の接続構造（たとえばフランジ）に結合してもよい。一部の事例では、押出１８１５はさらに、ハニカム構造を有するパネルに接続するように形成されてもよい。押出は、３−Ｄ印刷または押出などの様々な製造技術を用いて形成されてもよい。接着剤、および／または留め具（たとえば、ねじ、リベット）などの様々な結合手段を用いて、押出をノードおよびパネルに結合してもよい。押出は、パネルと結合するための接続機構として機能してもよい。たとえば、パネルスキンはノードの押出と係合してもよい。押出は、金属、プラスチック、複合（たとえば、炭素管）、または任意のその他の適切な材料を用いて形成されてもよい。
【０１０９】
図１８Ｃ〜Ｅは、シャシモジュールなどの車両部品を形成する例を示す。図１８Ｃでは、サンドイッチパネル（たとえば、シート）は、ハニカム、発泡剤、骨、またはその他の内部構造を含んでいてもよい。サンドイッチパネルはコンピュータ数値制御ルーティングを用いて事前に切断されてもよい。たとえば、パネルは、所望する形状および幾何学的形状を形成するように機械加工された３または５軸であってもよい。パネルは、インターロック機構を備えていても、備えていなくてもよい。パネルは、金属（たとえば、アルミニウム、鋼など）、プラスチック、複合、または任意のその他の適切な材料を用いて形成されてもよい。その他の部品を挿入するための一または複数のスポット１８１９に印を付けてもよい。図１８Ｄでは、一または複数のノード１８２１はパネルに接続してもよい。一または複数のノードは、３−Ｄ印刷を用いて形成されてもよい。接着剤、および／または留め具などの様々な結合手段を用いて、ノードをパネルに結合してもよい。ノードを用いて、その他のパネルを接続してもよい。一部の事例では、ノードを用いて、構造部材を支持してもよい。ノードは、サスペンションピックアップポイントなどのその他の構造部材に対してパネルの位置を決定してもよい。接着剤をその他のパネルと結合するように構成されてもよいパネルの接合端部１８２３に追加してもよい。図１８Ｅでは、一または複数のパネル１８２５をサンドイッチパネルに接合端部で取り付けてもよい。一または複数の追加したパネルをサンドイッチパネルに接着剤および／または留め具を用いて取り付け、図１８Ｅに示す部品（たとえば、シャシモジュール）を形成してもよい。
【０１１０】
図１８Ｆ〜１８Ｈは、シャシモジュールなどの別の車両部品を形成する例を示す。車両部品はパネルアセンブリであってもよい。図１８Ｆでは、サンドイッチパネル（たとえば、シート）１８２７は、ハニカム、発泡剤、骨、またはその他の内部構造を含んでいてもよい。サンドイッチパネルは、コンピュータ数値制御ルーティングを用いて事前に切断されてもよい。たとえば、所望する形状および幾何学的形状を形成するように機械加工された３または５軸であってもよい。一または複数のノード１８２９は、３−Ｄ印刷またはその他の適切な方法を用いて形成されてもよい。一または複数のノードは、金属、プラスチックまたは複合材料からなっていてもよい。図１８Ｇでは、一または複数のノードをパネルに接続して、サブアセンブリ１８３１を形成してもよい。一または複数のノードを、接着剤および／または留め具を用いてパネルに取り付けてもよい。一または複数のサブアセンブリ１８３３はさらに、接着剤および／または留め具を用いて互いに接続してもよい。たとえば、接着剤を個別のサブアセンブリの嵌合面に追加してもよい。一部の事例では、パネルサブアセンブリは同一のパネルを備えていてもよい。代替的に、パネルは異なっていてもよい。図１８Ｈでは、一または複数のサブアセンブリを、塗布した接着剤を用いて互いに取り付けてもよい。一部の事例では、接着剤を塗布する硬化工程中に留め具などの追加結合手段１８３５を追加して、追加構造およびクランプを提供してもよい。シャシモジュール１８３７は、一または複数のサブアセンブリを互いに接続後、形成されてもよい。
【０１１１】
図１８Ｉ〜１８Ｌは、モノコック車両用シャシ１８３９の例を示す。本例は、混合スペースフレーム／モノコック構造を製造するように組み合わされた方法を用いて形成されてもよい。スペースフレームは、本明細書に記載するようにノードおよび／またはコネクタから製造されてもよい。一または複数のサブアセンブリおよびシャシモジュールは本明細書に記載するように形成されてもよい。一または複数のシャシモジュールをさらに組み立て、モノコック車両用シャシを形成してもよい。図１８Ｉでは、たとえば、床構造、防火壁、およびロッカー構造は、本明細書に記載するハニカムパネルおよび／またはその他の（屈曲した、または平坦な）パネル状の構造を用いて形成されてもよい。パネルは３−Ｄ印刷された、互いに接合するように特別に設計されたノードを用いて接続されてもよい。代替的に、または追加として、一または複数のノードは、パネル上に接着剤および／または留め具を用いて形成されてもよい。ノードは、一または複数の部品を接続するためのクランプ機構、フランジ、管取り付け機構、パネル取り付け機構、および／またはその他の適切な接続機構を含んでいてもよい。パネル上のノードの位置は、スペースフレームを取り付けるために特定されてもよい。スペースフレームを取り付け／搭載するためのノードをそれらの位置に形成してもよい。
【０１１２】
たとえば、管状の構造との接合を組み込むために機能点が形成されてもよい。一部の実施形態では、管は炭素繊維からなることもあり、別の実施形態では、様々な金属からなることもある。管はまっすぐでも、三次元まで屈曲していても、またはこれらの選択肢の組み合わせであってもよい。さらに、管の断面は円形であってもなくてもよい。たとえば、車両のルーフ構造を提供する正方形の管を、ノード接続機構を用いて下部モノコック構造の前方隔壁に取り付けてもよい（たとえば、図１７Ｄおよび１７Ｅに示す正方形の断面）。図１８Ｊ〜１８Ｋに示すように、車両はモノコック下部構造１８４１を有していてもよい。モノコック下部構造１８４１は、スペースフレーム上部構造１８４３と少なくともいくつかの接合部分で継手を用いて接続する。モノコック構造と管との接続は、３−Ｄ印刷された接続ノードによって、混合スペースフレーム／モノコック構造を製造するために可能となる。
【０１１３】
前述の製造工程（たとえば、３−Ｄ印刷方法）を用いて製造されてもよい継手の例を図５に示す。図５に示す継手は、本体部５０１および継手本体から延在する三つの受容ポート５０２を有する。受容ポート５０２は、接続管と嵌合する位置であってもよい。受容ポートは、接続管の内部に挿入されることによっておよび／または接続管の外面を覆うことによって接続管と嵌合してもよい。受容ポートは、三次元空間において互いに対して任意の角度を有していてもよい。互いに対するポートの角度は、シャシ設計によって決定されてもよい。場合によっては、三つ以上のポートが設けられてよい。三つ以上のポートは、同一平面上であってもまたは同一平面上でなくともよい。ポートは、円形、正方形、楕円形または不規則形状の管を受け入れ可能であってもよい。接続管に対し断面形状／寸法が異なるため、ポートは管の異なる形状／寸法に対応するように構成されてよく、ポート自体が異なる断面形状／寸法であってもよい。ポートは円形、正方形、楕円形または不規則形状であってもよい。
【０１１４】
突出５０２は、接続管に挿入されてもよいように設計されてもよい。継手の突出の壁厚は、完全なシャシ設計のための有限要素モデルよって計算された構造負荷を継手が支持できるように印刷されてもよい。たとえば、大きな負荷を支持する必要のある継手は、小さな負荷を支持する継手よりも厚い壁を有していてもよい。
【０１１５】
図６は、三つの管６０２ａ〜６０２ｃと接続する継手６０１を示す。図は、様々な角度で管を接続するために、どのように継手が設計されることができるかを示す。継手に接続している一連の管の間の角度は、等しくても、または等しくなくてよい。図６に示す実施例においては、角度のうち二つが表示されており、管６０２ａと管６０２ｂとの間の角度は６０３と表示され、管６０２ｂと管６０２ｃとの間の角度は６０４と表示されている。図６においては、角度６０３と角度６０４は等しくない。６０３と６０４の可能な値は、少なくとも１度、５度、１０度、１５度、２０度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１０５度、１２０度、１３５度、１５０度、１６５度または１８０度であることが可能である。
【０１１６】
継手は、接続管に嵌合するために、任意の数の突出する受容ポートを備えて印刷されてもよい。たとえば、継手は、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１５、２０、３０または５０個の受容ポートあるいは突起を有していてもよい。継手は、本明細書に記載された受容ポートの数のいずれよりも少ない数を有していてもよい。継手は、本明細書に記載された値のうちいずれか二つの値間の範囲にある受容ポートの数を有していてもよい。図７は、５つの突出を備える継手の実施例を示す。さらに、突出は等しい直径または等しくない直径を有していてもよい。たとえば、図８は、異なる直径の管を受け入れるように設計された継手８０１を示しており、上部ポート８０２で小さな管が受け入れられ、下部ポート８０３で大きな管が受け入れられるようになっている。別の実施例においては、同じ継手上の異なるポートは、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、２：３、２：５、２：７、３：５または３：７の異なる管の間の直径比を備える管を受け入れることが可能であってもよい。円形ではない管の場合には、直径は関連する基本的な長さスケールによって表されえる。たとえば、正方形管の場合には辺の長さである。さらに、異なる断面形状を有する管は、同じ継手の異なる突出に適合することが可能であってもよい。たとえば、継手は、円形、楕円形、正方形、長方形もしくは不規則形状のすべてを備える突出または任意の組み合わせを備える突出を有していてもよい。その他の実装においては、単一の継手は、等しい直径および／または同一の形状を備える突出を有していてもよい。継手の３−Ｄ印刷は、この広範な継手の構成に対応してもよい。
【０１１７】
継手は、接続管の内側に嵌まるように構成される突出の領域と、接続管上に嵌まるリップとを備えるように印刷されてもよい。接続管の内側に嵌まるように構成される継手の突出は、環状領域が突出の表面とリップの内径との間で形成されえるように印刷されてもよい。
【０１１８】
継手（たとえば、ノード）は、単一の一体化された印刷された部品から形成されてもよい。代替的に、ノードは、互いに取り付けられてもよい複数の部品から形成されてもよい。複数のノード部品を用いて、例示するノードまたは様々な機構または特性を有するノードを形成してもよい。個別のノード部品は、任意の製造技術を用いて形成されてもよい。製造技術は、３−Ｄ印刷または任意のその他の印刷、押出、ブレイディング、複合、リソグラフィ、溶接、圧延、押出、成形、鋳造、または任意のその他の技術またはそれらの組み合わせを含んでいてもよい。ノード部品を互いに留めて、ノードを形成してもよい。ノード部品は互いに、ねじ、ボルト、ナット、またはリベットなどの一または複数の留め具を用いて接続してもよい。
【０１１９】
一または複数の管（たとえば、コネクタ）を、継手部品の受容ポートなどのノード部品に取り付け（たとえば、貼り付け）てもよい。一部の事例では、単一の継手部品は単一の受容ポートを有していてもよく、または複数の受容ポートを有していてもよい。継手の各突起は個別の継手部品上にあってもよく、または一部の事例では、継手の複数の突起は共有する継手部品の上にあってもよい。一部の継手部品は、状況に応じて突起を有していなくてもよく、様々な継手部品間での接続を促進するために用いられてもよい。継手部品は突起を有していても、いなくてもよい。
【０１２０】
一実施例では、一または複数の管は継手部品の受容ポート上に糊付けされてもよい。本明細書で別途詳細に記載するセンタリング機構を用いて、管を受容ポート上にセンタリングし、糊付け用のスペースを提供してもよい。継手部品は互いに留められてもよい（たとえば、ねじ、ボルト、ナット、またはリベットを用いて互いに接続する）。一部の事例では、継手部品は、互いに隣接し、一緒に留められる一または複数のフランジまたは突出部品を備えていてもよい。
【０１２１】
同様に、継手は、一または複数のパネル接続機構を有していてもよい。パネル接続機構は車両の本体パネルを受容してもよい。一または複数の継手部品はパネル接続機構を有していてもよい。パネル接続機構によって、パネルを継手部品に留めることができ、および／または継手部品に貼り付けることができる。単一の継手は管、パネル、またはそれらの任意の組み合わせを接続してもよい。
【０１２２】
図１６Ａ〜１６Ｂは、継手を様々な構成を有するパネルと接続する例を示す。図１６Ａでは、継手１６０２はパネル１６０４および１６０６に接続してもよい。継手１６０２は、継手をパネルに接続するためのパネル接続機構などの突出機構１６０３を含んでいてもよい。パネルは、二つのシート間に挟持されたハニカム構造、骨構造などの、内部構造を含んでいてもよい。パネルは、継手上のパネル接続機構１６０３に接続するための接続機構（たとえば、パネルスキン、フランジ、またはその他の適切な構造）を含んでいてもよい。たとえば、パネルは、外部からパネル接続機構と係合し、継手と接続してもよい。留め具１６０８（たとえば、ねじ、ボルト、ナット、またはリベット）は、継手をパネルと接続するために用いられてもよい。留め具はパネルを完全に貫通してもよく、しなくてもよい。代替的に、または追加として、その他の接続技術（たとえば、接着剤）が継手とパネルを接続するために用いられてもよい。図１６Ｂでは、継手１６１２は、パネル接続機構１６１３を含んでいてもよい。パネル１６１４はパネル取り付けフランジに挿入されてもよい。留め具１６１８（たとえば、ねじ、ボルト、ナット、またはリベット）は、継手をパネルに接続するために用いられてもよい。代替的に、または追加として、その他の接続技術（たとえば、接着剤）は、継手をパネルに接続するために用いられてもよい。図１６Ａ〜１６Ｂに記載する接続には、パネルとノードとの間に強い接続を実現しながら、挟持されたパネルに必要な工具は少なくてもよい。留め具（たとえば、リベット）は組み立て中に、ハニカムホイルを変形しても、しなくてもよい。穴は前もってハニカムルーティング中に穴をあけられ、締め付け工程中のハニカム変形を最小限にしてもよい。
【０１２３】
車両本体部品の任意の部品（たとえば、管、コネクタ、継手、ノード、パネル、サブアセンブリ、および／またはシャシモジュール）は、金属、炭素繊維、またはそれらの組み合わせなどの材料を用いて製造されてもよい。炭素繊維は全体的な構造の重量を低減することができるが、金属はより良い延性特性を提供すること、様々な形状を受容することができる。金属はまた、車の衝突時に変形してエネルギを吸収し、車内の乗客を保護することができる。金属部品に対して炭素繊維を配置するかは、所望する特性を所望する車両の部分に提供するために、車両全体で選択できる。
【０１２４】
一実施例では、一または複数の管は炭素繊維管であってもよい。炭素繊維管は軽量であってもよい。その他の事例では、一または複数の管は、アルミニウム、チタン、またはステンレス鋼、真鍮、銅、クロモリ鋼、または鉄、または任意の組み合わせまたはそれらの合金から形成された管などの金属管であってもよい。ハニカム構造もまた、管を製造するために用いられる。
【０１２５】
様々な構造は、ノードから押し出されるように設計されてもよい。たとえば、ビーム／管はノードの内部または外部に印刷されてもよく、または取り付けられてもよい。押し出しビーム／管は設計、材料、および／または形状において柔軟であり、ノードが少なく形状の柔軟性を有する。組み立て前に、押し出しビーム／管を屈曲して、さらに複雑な形状とすることも可能である。ノードから押し出しビーム／管を用いて、車のクロスビームおよび／または温室の骨組み構造（たとえば、Ａピラー、Ｂピラー、および／またはＣピラー）を構築してもよい。印刷技術によって、ノードなどの機構を構造的機構に印刷することが可能となる。たとえば、車のクロスビームは、印刷されたノードまたは簡単に上に取り付けられるその他の機構を有していてもよい。
【０１２６】
本明細書に記載の３−Ｄ印刷方法により、その他の製造方法を用いる際には不可能であるか、または法外に費用がかかる可能性がある微細な構造の機構を取り入れることが可能となってもよい。たとえば、センタリング機構が継手の突出領域に印刷されてもよい。センタリング機構は、継手の突出上の規則的または不規則的なパターンの浮き出された隆起またはその他の形状であってもよい。センタリング機構は、継手と管が組み合わされているときには、接続管の内側の継手の突出を中心に合わせてもよい。接着剤が継手の突出と接続管との間に配置されている場合には、センタリング機構は流体通路を生成し、所望の厚さまたは位置に接着剤を伸ばしてもよい。別の実施例では、ニップルが継手に印刷されていてもよい。ニップルは、継手の突出と接続管との間の空間に接着剤を導入するための真空または注入ポートを提供してもよい。場合によっては、センタリング機構は、本明細書のいずれかで詳細に記載されたように、継手の突出と接続管との間の空間における接着剤の均一な塗布を促進することができる。
【０１２７】
センタリング機構は、接続管の内側に合うように設計された継手の突出に浮き出しで印刷されたパターンを含んでいてもよい。センタリング機構は、突出が最初に形成されたときに継手の突出に印刷されるか、または継手が設計されてからしばらく時間を経た後に継手の突出に印刷されてもよい。センタリング機構は、受容ポート（管係合領域）の突出の外部面から浮き出されてもよい。浮き出されたセンタリング機構の高さは、少なくとも０．００１インチ、０．００５インチ、０．００６インチ、０．００７インチ、０．００８インチ、０．００９インチ、０．０１０インチ、０．０２０インチ、０．０３０インチ、０．０４０インチまたは０．０５０インチであってもよい。図９ａ〜図９ｄに示されるように、センタリング機構は、好ましくは接続管の内側に合うように構成される突出の領域に印刷されてもよい。代替的実施形態では、管係合領域にセンタリング機構を印刷することに加え、またはその代わりに、接続管の外径に嵌まるように構成された継手のリップ領域にセンタリング機構を印刷してもよい。センタリング機構は、接続管の内側に合うように構成された突出と、接続管の外径に嵌まるように構成された継手のリップ領域の一方またはその両方に印刷されてもよい。
【０１２８】
図９ａ〜図９ｄは、４つの可能な継手のセンタリング機構の実施形態の詳細図を示す。図９ａは、小さな塊のあるセンタリング機構９０１を示し、この機構は継手の突出の管係合領域上に浮き出された点のパターンを備える。継手の突出の管係合領域は、管の表面に接触するように構成された継手の突出の一部であってもよい。管係合領域は、管に挿入されるように構成されてもよい。点は、一つ以上の行または列に、または互い違いの行および／または列に設けられてよい。浮き出された点は、少なくとも０．００１インチ、０．００５インチ、０．００６インチ、０．００７インチ、０．００８インチ、０．００９インチ、０．０１０インチ、０．０２０インチ、０．０３０インチ、０．０４０インチまたは０．０５０インチの直径を有していてもよい。
【０１２９】
図９ｂは弦巻状路のセンタリング機構９０２を示し、この機構は、継手の突出の管係合領域の全長に巻き付く連続的な浮き出し線を備える。連続的な浮き出し線は、一度または複数回、管の継手の突出の周りに巻き付いていてもよい。代替的な設計においては、管係合領域の全直径には巻き付かない浮き出された弦巻状のセンタリング機構を備えるセンタリング機構を含んでいてもよい。代替実施形態では、弦巻状のセンタリング機構は、係合領域の円周に、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、７０度、８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１４０度、１５０度、１８０度、１９０度、２００度、２１０度、２２０度、２３０度、２４０度、２５０度、２６０度、２７０度、２８０度、２９０度、３００度、３１０度、３２０度、３３０度、３４０度、３５０度または一周３６０度巻き付いてもよい。センタリング機構は、さらに、多条開始ねじ山に類似したやり方で交差せずに管の全長に巻き付く多数の浮き出し線を備えていてもよい。
【０１３０】
図９ｃは、迷路型のセンタリング機構９０３を示し、この機構は、継手の突出の長さの方向に対し９０度の角度で継手の管係合領域を取り囲む浮き出した破線を備える。迷路型のセンタリング機構の隣接する破線は、互い違いに編成されている。多数の破線の行が設けられていてもよい。破線は、実質的に互いに対し平行であってもよい。あるいは、様々な角度が設けられてよい。
【０１３１】
図９ｄは、断続的ならせん状のセンタリング機構９０４を示し、この機構は、管係合領域の長さの方向に対し４５度の角度で継手の管係合領域を取り囲む浮き出した破線を備える。別の実施例においては、センタリング機構は、１度、５度、１０度、１５度、２０度、３０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１０５度、１２０度、１３５度、１５０度、１６５度または１８０度の角度で管係合領域を取り囲む浮き出し線を有しえる。図９ｃおよび図９ｄに示されているセンタリング機構における破線は、少なくとも０．００５インチ、０．００６インチ、０．００７インチ、０．００８インチ、０．００９インチ、０．０１０インチ、０．０２０インチ、０．０３０インチ、０．０４０インチ、０．０５０インチまたは０．１００インチの長さを有していてもよい。
【０１３２】
図９ａ〜図９ｄに記載されたものに加え、その他のパターンを用いてもよい。代替的なパターンは、不規則な角度または間隔の破線、線と点の組み合わせ、または線の間が均一もしくは不均一な間隔である、係合領域の周りに巻き付く実線の群を含んでいてもよい。場合によっては、センタリング機構は、まっすぐな直線の模様が一つ以上のセンタリング機構に交差せずに内部突出の遠位端から近位端へと描かれないようなパターンであってもよい。これは、さらに本明細書のいずれかで記載されているように、接着剤に、より遠回りの経路をとらせ、接着剤を伸ばすことを支援してもよい。あるいは、直線は、一つ以上のセンタリング機構に交差せずに内部突出の遠位端から近位端に設けられてもよい。
【０１３３】
センタリング機構は、異なる密度で継手の突出に印刷されてもよい。たとえば、継手の突出は突出の９０％が浮き出されたセンタリング機構で覆われるように印刷されてもよい。９０％をセンタリング機構で覆う場合には、機構は非常に近接して離間されてもよい。あるいは、センタリング機構は少なくとも突出の５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％または９５％を覆っていてもよい。センタリング機構は、本明細書で記載されるパーセントの何れよりも少なく覆っていてもよい。センタリング機構は、本明細書に記載されたパーセント値のいずれか二つの間の範囲内であってもよい。継手に印刷されたセンタリング機構の密度は、シャシのモデルから決定された構造的特徴を提供するために選択されてもよい。
【０１３４】
センタリング機構は、継手／管アセンブリが接続管の内側面と、接続管に入るように設計された継手の突出の表面との間に空間を備えるように浮き出されていてもよい。内管径と突出との間の公差は、継手および管が圧力嵌め接続を形成するようなものであってもよい。圧力嵌め接続の場合には、センタリング機構は継手へ管を挿入すると変形してもよく、しなくてもよい。センタリング機構は、接続管の内側面と継手の突出の表面との間の距離が均一な半径方向の厚さを有してもよいように、接続管の内側の継手の突出を中心に合わせてよい。あるいは、センタリング機構は、継手の突出と接続管との間の空間の不均一な分布を支援してもよい。
【０１３５】
異なるセンタリング機構が、同一のシャシ構造における異なる継手に印刷されてもよい。異なるセンタリング機構は、同一の継手の異なる継手の突出に印刷されることができる。継手の突出に印刷されたセンタリング機構は、継手がシャシ構造で実行される有限要素解析によって決定された応力プロファイルを支持するように選択されてもよい。継手に印刷するためのセンタリング機構を決定する方法の実施例は、図１０に示されている。この方法で、第一のステップ１００１では継手の突出における負荷または応力を決定する。応力は、線形または非線形応力モデルを用いる有限要素解析を使用して計算されてもよい。応力は、シャシが静止している間またはシャシが、たとえば直線沿い、曲面の軌道、平坦な地形または丘陵地のような一般的な経路に沿って移動している間に継手において計算されてもよい。継手において計算された応力は、せん断力、引っ張り力、圧縮力、ねじり応力または応力の種類の組み合わせであってもよい。図１０に示されている方法の次のステップ１００２は、決定された応力または負荷プロファイルに最適な構造支持を提供するセンタリング機構を選択することである。センタリング機構の選択は、可能なセンタリング機構のパターン、寸法および密度の任意の組み合わせを選択することを含んでいてもよい。プロセスの最終ステップは、継手にセンタリング機構を印刷することであってもよい。
【０１３６】
たとえば、高程度の緊張力を受けることが想定される継手には、継手と管との間の接着剤の接触領域が最大化するように、小さな塊のあるセンタリング機構が印刷されてもよい。別の実施例においては、時計方向にねじり応力がかかることが想定される継手には、捻り力への抵抗をもたらすために、時計方向に弦巻状のセンタリング機構が印刷されてもよい。
【０１３７】
センタリング機構の寸法および密度はまた、継手が、シャシ構造で実行される計算および／または実験的分析によって決定された応力プロファイルを支持するように選択されてもよい。センタリング機構の高さは、継手の突出表面と接続管の内径との間に形成された環状部の体積を決定してもよい。環状部の体積は、継手と管が組み立てられるときに接着剤を充填されてもよい。センタリング機構の高さは、接着剤の量が継手にかかる想定される応力または負荷を支持するために最適であるように選択されてもよい。センタリング機構の密度も、環状領域の体積を変更してもよい。たとえば、高密度のセンタリング機構を備える継手は、環状領域において、粗密度のセンタリング機構を備える継手と比較すると体積が少なくてよい。センタリング機構の密度は、接着剤の量が継手にかかる想定される応力または負荷を支持するために最適であるように選択されてもよい。
【０１３８】
真空または注入管類を接続するためのニップルは、直接継手に印刷されてもよい。ニップルは、継手およびニップルが同じバルク材料から掘り出されえるように、継手が印刷される時点で継手に印刷されてもよい。あるいは、ニップルは別に印刷され、印刷された後継手に加えられてもよい。ニップルは、３−Ｄ印刷以外の製造方法では達成することができない可能性がある繊細な内部通路を有していてもよい。場合によっては、流体は、ニップルおよび／またはニップルと流体連通する内部通路を通じて、突出の管受け入れ領域と、突出に取り付けられた管の内径との間の環状空間に配送されることができる。流体は接着剤であることができる。接着剤は印刷されたニップルを通して環状領域に吸い込まれまたは押し込まれてよい。ニップルは、接着剤を均一に塗布するために、継手の両側に配置されてもよい。二つ以上のニップルは、継手に対称的または非対称に取り付けられることができる。たとえば、ニップルは継手の受容ポート上で互いに円周方向に対向して設けられてよい。ニップルは、継手の受容ポートの近位端に、または近位端の近傍に設けられてよい。あるいは、ニップルは継手の受容ポートの遠位端に、もしくは遠位端の近傍に、またはこれらを組み合わせて設けられてよい。継手は、各突出に少なくとも約１、２、３、４、５、１０、１５または２０のニップルを有していてもよい。
【０１３９】
ニップルは、均一な接着剤の塗布を提供しえる内部の継手の突出における壁の内側にある流体経路のような内部の継手の機構から離れて、内部の継手の機構の極めて近くに、または内部の継手の機構と同軸に配置されえる。図１１は、継手の突出の壁の内側における内部流体通路１１０２に接続するニップル１１０１を備える、継手の突出の実施例の断面を示す。内部通路は、継手の側壁に印刷されてもよい。内部通路は、環状領域への出口１１０３を有していてもよい。内部通路は、流体（たとえば接着剤）を環状領域に導入してもよい。内部通路は、円形断面、正方形断面、楕円形断面または不規則形状の断面を有していてもよい。内部通路の直径は、少なくとも１／１００インチ、１／６４インチ、１／５０インチ、１／３２インチ、１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチまたは１／２インチであってもよい。内部の流体通路が非円形断面を有する場合には、列挙された直径は、断面の関連する基本的な長さスケールに対応していてもよい。流体経路は、継手の突出の全長に沿って、または任意の一部の長さに沿っていてもよい。
【０１４０】
ニップルは、真空および／または圧力注入装置に接続されるように形成され構成されることができる。継手に直接ニップルを印刷することで、環状領域に接着剤を注入する装置の必要性を低減してもよい。接着剤が導入された後、ニップルは、継手のニップルを切断または融解することによって継手から除去されてもよい。
【０１４１】
一体化された構造的機構は、継手に直接印刷されるか、または継手の内側に印刷されてもよい。一体化された構造的機構は、液配管、電気配線、電気バス、パネルマウント、サスペンションマウントまたは位置決め機構を含んでいてもよい。一体化された構造的機構は、シャシ設計を簡略化し、シャシ構造を構築するのに必要な時間、労力、部品および費用を減少してもよい。各継手における一体化された構造的機構のための位置は、シャシのモデルによって決定されてよく、ソフトウェアは３−Ｄプリンタと通信して、選択されたシャシ設計用に必要な一体化された構造的機構を有するそれぞれの継手を製造してもよい。
【０１４２】
継手は、車両のせん断パネルまたはボディパネル用の取り付け機構を備えるように印刷されてもよい。継手における取り付け機構により、パネルが直接車両用シャシフレームに接続されることが可能であってもよい。継手における取り付け機構は、パネルの相補的な嵌合機構に嵌合するように設計されてもよい。たとえば、継手の取り付け機構は、ハードウェア（たとえば、ねじ、ボルト、ナットまたはリベット）、スナップまたは溶接もしくは接着剤の用途のために設計されたフランジ用の穴を備えるフランジであってもよい。図１２ａ〜図１２ｃは、車両のような、その他の搭載用システム構造と一体化するために設計された継手の特徴を示す。継手は、構造のせん断パネルまたはボディパネルと一体化するように設計されてもよい。
【０１４３】
図１２ａは、フランジ１２０１を備える継手を示す。フランジ１２０１は、せん断パネルまたはボディパネル（図示せず）に接続するために使用されてもよい。継手部材を車両用シャシの構築をするために使用する場合には、継手部材はサスペンションシステムと一体化されてもよい。サスペンションシステムは、油圧、空気、ゴムまたはばねが搭載された衝撃吸収材を含んでいてもよい。サスペンションシステムは、フランジ１２０１に取り付けることによって継手部材と接続してもよい。フランジは、接続するハードウェア（たとえば、ねじ、釘、リベット）と嵌合するために、少なくとも一つの穴１２０２を含むように印刷されてもよい。
【０１４４】
継手は、電気的接続用に一体化された経路を含むように印刷されてもよい。継手に一体化された電気的接続は、電気的に絶縁されていてもよい。継手に一体化された電気的接続は、接地されていてもよい。継手に一体化された電気的接続は、継手に接続された管をルーティングする配線と通信していてもよい。電気配線は、車載用システムに電力を供給しおよび／または自動車エンジンを起動もしくは作動するために電池に電力を供給するために使用されてもよい。一体化された継手からの電力を使用する車載用システムは、ナビゲーション、オーディオ、ビデオディスプレイ、パワーウィンドウまたはパワーシート調整を含んでいてもよい。車両内の配電は、管／継手のネットワークのみを通じて移動してもよい。図１２ｂは、構造全体の電線をルーティングするための可能な継手の実施形態を示す。図１２ｂに示されている継手は、入口領域１２０３を有し、この入口は電気的接続または電線を挿入するために使用されえる。電線は、入口領域に挿入され、継手から管にシャシ全体に伝達するためにルーティングされてもよい。電線を使用して電力が供給される一つ以上のシステムは、入口領域を通る線に接続していてもよい。継手に一体化された電気的接続は、ユーザに、一つ以上の装置のプラグを差し込んで装置用に電力を得ることを可能にするプラグインを設けることができる。場合によっては、一つ以上の電気接触は、継手の３−Ｄ印刷の前、印刷の後または印刷中に継手に印刷されることができる。
【０１４５】
継手は、車両用シャシに冷暖房の空調を提供する、一体化された冷暖房流体システムを備えるように印刷されてもよい。その他の用途は、車両の様々な部品を冷却および／または加熱することを含んでいてもよい。継手／管の構造への流体（たとえば、気体または液体）システムの一体化は、車両の設計において、部分的にまたは全面的に従来のエアダクトおよび配管の必要性をなくしてもよい。継手は、発生源（たとえば、電気発熱体、エンジンブロック熱交換器、冷却装置、空調ユニットまたはボイラ）から、搭乗者または車両の運転者が内部を暖めまたは冷却することを望むシャシ内の位置へ、熱流体または冷流体をルーティングしてもよい。継手は、供給源から熱流体または冷流体を取り入れ、熱流体または冷流体を分配し、供給源から離れた位置で熱流体または冷流体を吐出する一体化された部品を含んでいてもよい。アセンブリにおける継手および管は、ファイバーグラス、発泡断熱材、セルロースまたはグラスウールを使用して断熱されてもよい。継手および管のアセンブリは、流体密であってもよい。一体化された流体システムを備える継手の場合には、図１２ｂに示された継手の実施形態が使用されてもよい。図の１２０３に示されたもののような入口は、接続管を介して複数の継手の間に流体をパイプで通すことによって、構造全体の暖房または冷却用の流体をルーティングするために使用されてもよい。
【０１４６】
流体または電気をルーティングするために使用されえる継手の断面図は、図１２ｃに示されている。図１２ｃに示された実施例においては、二つの継手の突出は内部経路１２０４によってつながれている。実施形態において、図１２ｃにおける継手は、入口１２０５から出口１２０６へと流体または配線をルーティングしてもよい。流体および電気のルーティングに使用される経路は、同一の経路であってよく、または別でもよい。管の間または管から継手が搭載されたコネクタもしくは機構に、所望のルーティングを依然として設けつつ、内部の継手のルーティングは、二つ以上の流体を継手内で別に保っていてもよい。
【０１４７】
継手は、一体化された位置決め機構または識別機構を含むように印刷されてもよい。機構は、組み立ておよび処理中の、自動化された継手の識別または対処を可能にしてもよい。位置決め機構の実施例は、円筒形状ボス（たとえば、平坦で半径方向の溝を備えるボス）、キャップを備えた押出されたＣ形状、非対称のピンパターンを備えた差し込みフィッティングまたは逆差し込みフィッティング、フック機構または実行されたときに機構の方向および位置を独自に画定しえる形状を備えるその他の機構を含んでいてもよい。これらの位置決め機構は、ロボットのグリッパーまたはワーク保持具によって接合部分で接続されるか、または把持されてもよい。継手の接合部分は、一旦把持する動作が開始し、部分的に終了され、または完了されると完全に画定されてもよい。位置決め機構は、スペースフレームの組み立ての前および組み立て中に、繰り返し、および必要に応じて自動的に継手の位置決めをすることを可能にしてもよい。機構の形状を画定することで、自動化されたシステムが管を継手に挿入する間に空間において画定された経路に沿って多数の継手の動作を調整することも可能になってもよい。少なくとも二つの管は、組み立て中に形状が結合する結果にならずに、平行して多数の継手に挿入されてもよい。一体化された位置決め機構は、一体化した識別機構をさらに備えていてもよい。たとえば、識別機構は、１次元バーコード、二次元ＱＲコード（登録商標）、三次元幾何学模様またはこれらの要素の組み合わせであってもよい。識別機構は、取り付けられている継手に関する情報を符号化してもよい。この継手の情報は、識別／位置決め機構に対する管の入口の方向を含む継手の形状、継手の材料、識別／位置決め機構に対する接着剤の注入および真空ポートの位置決め、継手により必要とされる接着剤および継手管の直径を含んでいてもよい。組み合わされた識別／位置決め機構は、自動化されたアセンブリセルに供給される外部の情報を必要とせずに、アセンブリにおける継手の位置決めを自動化するのを可能にしてもよい。
【０１４８】
前述したように、継手は一または複数の安全機構を組み込んで製造されてもよい。一部の実施形態では、このような安全機構を衝突の際に車両に用いてもよい。安全機構を用いて、車両の乗客または歩行者に対する被害を低減または防止してもよい。安全機構を用いて、ユーザに車両の安全に影響を与えることもある車両の条件を警告してもよい。
【０１４９】
一または複数の構造的機構が、車両の安全を改良してもよい継手に提供されてもよい。一部の事例では、構造的機構は、所望する性能特性を提供しながら、衝撃からのエネルギを吸収してもよい。
【０１５０】
図１３は、継手に提供されてもよい構造的機構の例を提供する。一実施例では、ハニカム構造は、一または複数の継手と一体化されてもよい。ハニカム構造は３−Ｄ印刷されてもよい。３−Ｄ印刷によって、有利にはハニカム構造は継手内部に印刷される。一部の事例では、ハニカム構造は、継手内部に印刷されてもよい。ハニカム構造の任意の記載は、任意の構造に適用されてもよい。任意の構造は、規則的または不規則的な空洞またはセルを有する任意の形状を有していてもよい。たとえば、空洞またはセルは幾何学的（たとえば、六角形のハニカム）であってもよく、または動物の骨に似た構造など異なるまたは有機形状を有していてもよい。一部の事例では、ハニカム構造は、継手の壁などの継手自体と一体化された構造であってもよい。代替的に、ハニカム構造は、継手の空洞または中空の領域内に提供されてもよい。ハニカム構造は状況に応じて、継手の外面または外部の領域に印刷されてもよい。ハニカム構造は、二つ以上の継手の間のスペースに提供されてもよい。ハニカム構造は、シャシ構造部材を接続する役にたってもよい。たとえば、ハニカム構造は二つ以上の継手を備えていてもよく、状況に応じて二つ以上の継手を接続してもよい。ハニカム構造は状況に応じて一または複数の接続管も接続してもよい。ハニカム形状は、継手および／または全体的なシャシの強度を向上してもよく、シャシ自体からのエネルギ吸収を可能にしてもよい。
【０１５１】
一部の実施形態では、パネルはハニカム構造を覆ってもよい。たとえば、パネルは炭素系（たとえば、炭素繊維）パネルであってもよく、剛性および強度を構造に与えてもよい。代替的に、パネルは、アルミニウム、鋼、鉄、ニッケル、チタン、銅、真鍮、銀、またはそれらの任意の組み合わせまたは合金などの金属から形成されてもよい。ハニカム構造はパネルの間に挟持されてもよい。一部の実施形態では、パネルは二つ以上の継手の間に提供されてもよい。パネルは、ハニカム構造を内部に有する二つ以上の継手を接続してもよい。
【０１５２】
パネルは様々な車両の部分用、たとえば車両の下部（たとえば、床、壁、および／またはロッカー）に用いられてもよい。パネルは炭素系材料（たとえば、炭素繊維）または金属材料（たとえばアルミニウム、チタン、またはステンレス鋼、真鍮、銅、クロモリ鋼、または鉄）からなっていてもよい。パネルはさらに、本明細書に記載するように直接またはノード／継手を介して管に接続してもよい。代替的に、または追加として、ハニカム構造は、パネル間に挟持されてもよい。ハニカム構造を車両のすべてのパネルに適用してもよい。代替的に、車両は、ハニカム構造と管接続構造の組み合わせを有していてもよい。一部の事例では、ノードおよび／または管はノードまたは管に様々な技術を用いて接続してもよい。たとえば、ノードおよび／または管は、直接ハニカム構造上に印刷されてもよい。ノードおよび／または管はハニカム構造に接着剤および／または留め具を用いて取り付けられてもよい。
【０１５３】
パネルは、ノード構成（たとえば、突出パネル接続機構）を用いて互いに接続してもよい。ノードはパネルに糊付けされても、印刷されても、またはボルトで留められてもよい。代替的に、ノードをパネルに、たとえば、印刷技術によって組み込んでもよい。一部の事例では、複数のノードはパネルに混合方法を用いて取り付けられてもよい。たとえば、一または複数のノードはパネルの一部に糊付けされ、一または複数のその他のノードはパネルの別の部分に取り付けられる。パネルはまた、３−Ｄ印刷中に形成された一定のノード構造を有していてもよい。ノードをパネルに接続する本方法は、機能、材料、形状、および／または一定のノードおよび／またはパネルの交換可能性に基づいて選択されてもよい。一部の事例では、パネルの一定の部分を削り取り、下部のハニカム構造を暴露してもよい。一定の構造（たとえば、ノードまたは管）をさらに（たとえば、３−Ｄ印刷して）露出したハニカム構造に取り付けてもよい。たとえば、ノードは、露出したハニカム構造内に、または露出したハニカム構造上に直接印刷されてもよい。これらの追加印刷されたノードによって、たとえば、延在する形状、機能、構造、および／またはその他の機構に関してパネルは柔軟になる。一部の事例では、パネルは継手と共に接着剤／のりまたはボルト留め構造を用いて組み立てられてもよい。それによって、のりが完全に乾く前に組み立てを継続することができる。
【０１５４】
ハニカム構造は、車両の任意のその他の部品に提供されてもよい。たとえば、ハニカム構造は一または複数の接続管に一体化されてもよい。ハニカム構造接続管壁自体内に、または接続管の内部スペース内に搭載されてもよい。ハニカム構造は接続管の外面上に印刷されてもよい。同様に、ハニカム構造は、車両本体パネルに提供されてもよい。車両本体パネルはスタンピングされても、３−Ｄ印刷されても、成形されても、または任意のその他の様式で形成されてもよい。ハニカム構造は車両本体パネルに一体化されてもよく、本体パネルの実際の形状を形成してもよい。代替的に、ハニカム構造は、本体パネル外部に印刷されてもよい。
【０１５５】
ハニカム構造自体によって、内部の一部は、衝突からのエネルギを吸収してもよいように変形可能となる。内部変形は、一時的なものであってもよく（たとえば、衝撃中、ハニカム構造は変形してもよく、次に元来の構造を形成する）または、恒久的なものであってもよい（たとえば、潰れてもよいが、元来の形には戻らない）。所望する性能特性を提供しながら、ハニカムはノードに対する内蔵構造（たとえば、クラッシュ構造）の例であり、衝撃のエネルギを吸収する。
【０１５６】
一部の事例では、ハニカム構造またはその他の適切な内部構造を金属パネルと組み合わせて用いてもよい。たとえば、ハニカム構造は金属パネルの間に挟持されてもよい。金属パネルは穿刺の種類の損傷に対する耐性が強くなることができるように、金属パネルは炭素系パネルよりも良好な延性特性を提供する。ハニカム構造および金属パネルの組み合わせは、変形の際に個別に機能してもよく、および／または包括的にエネルギをさらに吸収してもよい。それによって、安全およびその他の性能機構をさらに提供する。代替的に、より良い安全機構を必要とする車両の一定のパネルは金属パネルを用いてもよく、一方、車両のその他の場所のパネルは炭素系パネルを用いて車両の総重量を低減してもよい。
【０１５７】
図１４は、様々なクラッシュ構造を、継手、管、またはパネルなどの様々な車両部品に追加して構築してもよい方法を示す。クラッシュ構造は、継手または管などの様々な車両用シャシ部品に加えて提供されてもよい。クラッシュ構造は車両用シャシによって支持されてもよい。クラッシュ構造は一体化されて部品に内蔵されてもよく、または大量生産部分に（たとえば、ボルトで留められ、または糊付けされて）取り付けられてもよい。一部の事例では、継手などの一または複数の部品は、クラッシュ構造（たとえば、ハニカム構造）に取り付けるように構成されてもよいスプレッダ板を有していてもよい。必要に応じて、スプレッダ板は、部品（たとえば、継手）と一体化されて形成されてもよく、および／または部品上に３−Ｄ印刷されてもよい。スプレッダ板は、クラッシュ構造に容易に取り付け可能な機構を有していてもよい。
【０１５８】
一部の事例では、クラッシュ構造は、炭素繊維管とほぼ同じ方法で追加されてもよく、切断して形成される、大量生産の共通の部品であってもよい。取り付けられる部品を用いることによって、繊細な領域での廃棄性を大幅に向上することができる。クラッシュ部分に、継手に取り付けられるスプレッダ板を加えてもよい。代替的に、継手は広い接触領域を有する（たとえば、その上に印刷される）ように、形成（たとえば印刷）されてもよく、クラッシュ構造（たとえば、ハニカム構造）を複雑な連結を用いずに受容する。
【０１５９】
可能な一構成では、エネルギ吸収材料の押し出し部分が提供されてもよい。軽量から重いゲージは押し出し（または印刷された）材料（たとえば、アルミニウム）の部分は所望する寸法に切断される。のこぎりまたはウォータージェットなどの任意の種類の切断機構を用いてもよい。切断を実施して、部品開口および気流用の空間を作ってもよい。切断によって、押し出し部分は所望する三次元形状を形成できてもよい。部分は、規則的または不規則な輪郭を有していてもよい。
【０１６０】
一部の実施形態では、押し出し（または印刷される）部分上のスペースフレームをスプレッダ板に取り付けてもよい。たとえば、スペースフレームはアルミニウム上のスプレッダ板にボルト留めおよび糊付けされてもよく、スプレッダ板は、車両への取り付けの前または後に押し出しに事前に取り付けられてもよい。代替的に、一または複数の接続（たとえば、炭素繊維）管領域を押出に備えてもよい。押出を整えて、継手を主要車両構造から受容してもよい。一部の事例ではクラッシュ構造を整えて、車両の様々な機構を収容してもよい。たとえば、ラジエータ用に穴をあけてもよい。クラッシュ構造を形成して、部品または流体の流れ（たとえば、気流）用に所望する通路を形成してもよい。さらに、貫通穴を有する押出は多孔質である性質を用いて、ラジエータまたはその他の冷却または呼吸システムまで気流を到達させてもよい。
【０１６１】
一または複数のスプレッダ板は、接続管を受容するための継手点を有していてもよい。
【０１６２】
クラッシュ部分（たとえば、ハニカム構造）を三次元で形成し、所望する車両の部分（たとえば、車両の全部）に適合させてもよい。これによって、継手または車両用シャシのその他の部分と嵌合してもよいクラッシュ構造となるモジュール式の方法を提供してもよい。一部の実施形態では、軽量ハニカムパネル（たとえば、アルミニウム製のハニカムパネル）を用いて、クラッシュ構造を構築してもよい。
【０１６３】
図１５は、一または複数の車両の部品に提供されてもよい内部幾何学的構成の例を提示する。継手、接続管、パネル、または車両用シャシによって囲まれるスペースなどの様々な三次元幾何学的構成を車両部品内に形成（たとえば、印刷）することによって、部品の強度が向上されてもよい。たとえば、三次元幾何学的構成をノード内に印刷することによって、強度が向上してもよく、壁厚を薄くすることができる。同様に、三次元幾何学的構成を管内に印刷することによって、強度が向上してもよく、壁厚を薄くすることができる。部品内の幾何学的形状によって、部品の薄い壁を補償し、中空の構成を維持しながら部品に対する穿刺または損傷を保護してもよい。たとえば、中空の構成を維持しながら、継手は穿刺または損傷から保護されてもよい。
【０１６４】
一部の実施形態では、継手内の内部構造またはその他の部品は、人骨に類似する形状を備えて形成されてもよい。たとえば、継手は、人骨に類似する印刷された中心の形状を有していてもよい。内部構造は規則的である必要はなく、個別に所望する部品特性に基づいて設計されてもよい。たとえば、第一の継手は、第二の継手とは異なる内部構造を有していてもよい。一部の事例では、内部構造は有機構成を有していてもよく、規則的パターンを有する必要はない。これによって、材料を追加せずに、継手の周方向強度が増強されてもよい。この形状を生成するために用いられたこの材料はによって、壁厚が減少してもよいためである。三次元構造は継手の壁自体に構築されてもよく、継手の空洞内に提供されてもよく、または継手の外面上に提供されてもよい。
【０１６５】
ハニカムまたは骨状の機構などの内部構造を継手内に印刷することに加えて、構造（たとえば、ハニカム、骨状、またはその他の三次元機構）は接続管内に延在してもよい。組み立て中に、管は、管内に延在する構造上を摺動してもよい。また、構造（たとえば、ハニカム、骨状またはその他の三次元機構）は継手とは独立していてもよい。構造はさらに、接続管内に配置されてもよいが、継手の一部でなくてもよい。強化材の質量は最小化されるか、または低減されてもよく、最も必要な場所にのみ追加されてもよい。たとえば、屈曲した管の中心は構造があることによって有利であってもよい。
【０１６６】
構造（たとえば、ハニカム、骨状の、またはその他の三次元機構）を接続管の外部に（たとえば、組み立て中に管が所定の位置に摺動するとき、）追加してもよい。構造は、シート破砕の危険がある継手近くの基部にあると有利であってもよい。外部強化材は継手と一体化されても、継手とは別の部品であってもよい。一部の事例では、内部強化材と同様に、外部強化材は最も必要な場所に提供されてもよい。前述したように、構造は、任意の形状を有していてもよい。構造は三次元形状を有する。構造は、多孔質、骨状であってもよく、またはハニカム様の中空の領域を有する規則的構造を含んでいてもよい。構造が質量よりも重要な場合は、強化材は固体領域を有していてもよい。構造は、追加の強度および／または剛性を提供してもよい。構造は、衝撃からエネルギを吸収するおよび／または潰れるように設計されていても、いなくてもよい。
【０１６７】
一または複数の車両の部品（たとえば、継手、管、パネル）は、変形による衝撃のエネルギを吸収するように構成されるクランプルゾーンを有していてもよい。一部の実施形態では、各継手、管、またはパネルは、クランブル／クラッシュゾーンを有していてもよい。
【０１６８】
任意の車両の部品用シャシは、制御された厚さなどの寸法で形成されてもよい。たとえば、継手または接続管は、制御された壁厚で形成されてもよい。壁厚は、製造工程の設計段階中に決定されてもよい。車両用シャシおよび／または部品が変形することを意図する程度によって、可変壁厚が提供されてもよい、このような変形は、衝突時または車両の普通の使用時に起こりえる。変形の経路および／または部品が吸収するエネルギは、部品（たとえば、印刷されたる継手）に沿った部分の幾何学的形状を制御することによって制御されてもよい。車両の部品は、衝突の際に、車両用シャシ内のエネルギを所望する経路に転送するように形成されてもよい。
【０１６９】
一部の事例では、衝突の際のシャシの様々な部品の故障方法を制御してもよい。たとえば、各継手および／またはシャシの接続管の故障の方法を制御してもよい。点の形状および／または屈折を変更して、部品（たとえば、継手、管）が衝突で変形してもよい程度を制御してもよい。所望する破壊点を薄い壁で設計してもよい。その他の事例では、所望する破壊点は、その他の部分より弱いまたは脆弱な材料から形成されてもよい。
【０１７０】
継手（または任意のその他の部品）は、隣接する部品を配置および／または受容するように設計される機構を有していてもよい。それによって、車両の歪みが生じるとき（たとえば、衝撃またはその他の事象によって）、隣接する部品は負荷をノードに移動することができ、それによって、負荷を構造的機構（たとえば骨組み構造）に転送する。継手機構に関する本明細書の任意の記載は、接続管または本体パネルなどの車両の任意のその他の部品に適用されてもよい。
【０１７１】
継手は、継手内に設計されてもよい窪み（たとえば、割れ目）を含んでいてもよい。窪みは、本体パネルの端部または本体パネルの横側をとらえ、負荷を本体パネルと共有するように設計されてもよい。窪みは対応するパネルに近接していてもよく、車両歪み（たとえば、衝突などの変形事象）が開始されると、パネルを受容するように設計されてもよい。代替的に、窪みは、意図的に組み立て中に窪み内に挿入されるパネルを有していてもよい。挿入したパネルは窪みに接着剤を用いて取り付けられてもよい。このように、継手の一部を用いて、車両のその他の部分を支持してもよい。
【０１７２】
本構成によって、有利には、様々な部品間に隙間が生じることが許容され、さらに接続機構（たとえば、ボルト）を必要としない。その結果、製造時間、複雑さ、および／または車両質量が減少してもよい。本構成によって、通常の使用時または衝突がおきる際の衝撃時に、留め具がなく、組み立てた場所との接触さえもなくても、車両の部分は互いを支持してもよい。
【０１７３】
接着剤塗布機構が車両に提供されてもよい。接着剤塗布機構は前述した内部ルーティング機構に類似していてもよい（たとえば、管取り付け点など）。塗布機構によって、接着剤を空洞の接合領域に塗布する間、オペレータは窪み表面の継手に真空を適用することができる。ノード／管接続機構と同様に、真空が適用されるとき、簡潔なゴムガスケットを用いて確実に密封してもよい。これによって、また、従来のユニボディスタンピングを、ノードに印刷されたスロットに糊付けすることが可能になる。スロットは、継手を備えて構築された車両の領域と、ユニボディ構造で構築された車両の領域との間の接合部分として機能してもよい。面による負荷の共有が望ましい場合は、スタンピングまたは本体パネルを用いて、これらの機構を用いる位置でノードを強化しえる。さらに、本体パネルまたはその他のシート状の構造は、スタンピングではなく印刷されてもよい。
【０１７４】
一部の事例では、継手は、誘導機構を有していてもよい。誘導機能によって、車両用シャシの別の部分は誘導機構を貫通して、または誘導機構に沿って／隣接することができる。たとえば、誘導機構は穴であってもよく、別の部分は継手末端にしっかりと固定されなくても、穴を通ることができる（ただし、衝突が起きていないときに、所定の場所に保持されるように糊付けされてもよい）。一部の事例では、継手は、変形イベント時に接続管から反動力を受容してもよく、変形して、望ましくない場所、方向、または無作為な場所に移動するのではなく、制御された様式で（たとえば、制御された線に沿って）変形してもよい。たとえば、中間フレームレール継手は誘導機構（たとえば、貫通機構）を有し、それによって、誘導機構は正面からの衝撃を受けると、運転手の足に向かって移動するのではなく、後方に変形する。誘導機構によって、様々な部品（たとえば、管、パネル、継手）は、制御されて変形または誘導されてもよく、衝撃を受けると、乗客に被害を与えかねないように部品が移動することなく、エネルギの一部を吸収してもよい。変形中に移動する部分は、一または複数の乗客または繊細な部品（たとえば、燃料タンクまたは燃料ライン）から離れるように誘導されてもよい。誘導機構は状況に応じて、構造的に強化され、所望する誘導結果を提供してもよい。
【０１７５】
一部の実施形態では、接続管は、様々な断面形状を有していてもよい。円形断面の管を用いることは、一部の領域では、車両の使用可能な空間にうまくおさまらないこともある。たとえば、両内部のピラー近くの領域では、窓越しの視界が妨げられるほど、管を非常に大きくしない限り、頭部への衝撃が発生する際に、ヘッダーおよびピラーカバー上で十分なプラスチックの変形を得るのは難しいこともある。一部の事例では、選択した断面形状を有する接続管を用いてもよい。たとえば、翼に類似する断面形状を用いてもよい。平坦な管は必要に応じて、大量生産または構築することができる。車両は共通の平坦な管または翼状の管を必要に応じて用いてもよい。管は、任意のその他の断面形状を有していてもよい。断面形状は、使用する管を内側に収めるスペースに適合するように設計されてもよい。断面形状の例は、円形断面、楕円形断面、長方形断面、三角形断面、四辺形断面、五角形断面、六角形断面、八角形断面、星形断面、三日月形断面、しずく型断面、翼型断面、または任意のその他の形状を含んでいてもよいが、これらに限定されない。ノードで接着密封するために楕円形のＯリングがあってもよい。管を用いて、設計者は目立たない構造を選択した領域（たとえば、ピラー、補強棒）に用いることができる。管はまた、本体外で用いるとき、空気力学にも有用である。管の寸法および／または形状は可変であってもよく、様々な車両の部分に適合するように選択されてもよい。継手は、対応して形成された突起を有し、対応する管を接続してもよい。
【０１７６】
管は直線構成であっても、曲線構成であっても、または屈曲した構成を有していてもよい。たとえば、標準的な管が安全要件を満たすような方法で含まれていない場合は、屈曲した部材を用いてもよい。これは、屈曲した接続管を用いて実現されてもよい。また、押し出し材料（たとえば、アルミニウムまたはその他の金属）の管を用いて実現されてもよく、これらの管は、負荷および／またはエネルギを、より複雑な経路に沿って移転可能なように屈曲されてもよい。断面寸法および形状に加えて、長手方向の幾何学的形状および／または形状を管の設計時に考慮してもよい。
【０１７７】
本明細書に記載する任意の機構は継手の残りと一緒に印刷されても、または継手に追加して印刷されてもよい。たとえば、本明細書に記載する様々な機構（たとえば、センタリングの機構、ニップル、経路など）を含む継手全部を単一のステップで印刷し、単一の一体化された材料を形成してもよい。代替的に、特定の機構を前から存在する継手部品上に印刷してもよい。たとえば、センタリング機構を既存の受容ポート上に印刷してもよい。
【０１７８】
車両用シャシは継手および接続管から形成されてもよい。一部の事例では、スペースフレームは複雑な三次元骨組みを形成してもよい。一部の事例では、ミニ三次元マトリックスは小型の継手および／または管から形成されてもよい。多様な継手および／または管の寸法を、様々な目的のために、車両用シャシ全体にわたって用いてもよい。たとえば、ピラーが車両の床と結合する領域では、簡潔な構造間で適切な負荷共有を実現することは困難である。そのため、足置き領域が正面衝突時に崩壊することもありえる。ミニマトリックス構造をこれらの領域に提供してもよく、それによって、継手と管の小規模なネットワークを用いて、一般的にスタンピングによってのみ実現されてきた移行に類似する三次元の骨組みを生成してもよい。このミニマトリックス構造は、すべての接合を印刷部分から生成するスタンピング構造よりも重量が軽くなってもよい。ミニマトリックスは、シート金属との統合に比べて、その他の有利点を有していてもよい。設計と組み立てをさらに柔軟に実現してもよい。このミニマトリックスを用いて、継手系システムによって、伝統的なユニボディ車両の一部のスタンピングを交換することが可能になってもよい。ミニマトリックスは、大型のマトリックスよりも、幅広い様々な形状または体積に適合してもよい。
【０１７９】
前述したように、車両用シャシは、複雑な構造形状を有していてもよい。一部の場所では、複数の角度から来る到達する管を必要とする車両本体を２，３の異なる継手に組み立てるのは困難なこともある。管を同時に挿入することは困難なこともあり、または形状によって、様々な部分（最終的な棒）を挿入することが困難となることもある。一または複数の接続された（たとえば、ボルトで留められ、または貼り付けられた）部材を有することは有利であることもある。継手は、ピン構成にボルトで留められてもよい横材を含んでいてもよい。継手は、負荷を共有しやすくするために、かなりの表面積を共有するように、また、反力を複数の次元に提供するように、（たとえば、ボルトで留められ、貼り付けられて）互いに取り付けられてもよい。ボルト留めを記載したが、継手は互いに任意のその他の様式で接続してもよい。これによって、連結継手は変形時に、単一のスーパー継手として機能する可能性を有することができる。一部の事例では、一部の部品は、継手が互いに取り付けられる前に、事前に継手に接続していてもよい。
【０１８０】
一または複数の車両用シャシの部品は、コードまたはその他の機構を有していてもよい。コードまたはその他の機構は、衝突時に一部分の移動を抑制する支援をしてもよい。たとえば、高強度材料（たとえば、ケブラー）からなるコードは継手と一体化され、衝突の際に、破砕された継手および／またはシャシ部材の変位を制御してもよい。コードは、シャシ部品が周囲の領域に突出しないように制御してもよい。コードは継手内に提供されてもよく、および／またはコードのネットワークを継手内に提供してもよい。コードは、継手をその他の部品に接続しても、しなくてもよい。一部の事例では、コードは車両用シャシの複数の部品を通って経由されてもよく、車両用シャシ全体を通って経路されてもよい。コードは、コードに接続する部品が、衝突の際に飛び散ることを防いでもよい。コードは、その他の部品がコードを通過することを防いでもよい。たとえば、部品が移動する場合は、コードは部品を捕獲し、コードを超えて移動することを防いでもよい。
【０１８１】
必要に応じて、衝突からのエネルギを発熱して分散してもよい経路妨害機構がノードに提供されてもよい。経路妨害機構は印刷して制御されてもよい。本機構は継手に印刷されてもよく、それによって、妨害の可能性およびさらにエネルギを分散するための表面積が増加する。機構は継手の内面および／または外面上に提供されてもよい。一部の実施形態では、機構は、重なってもよい部品を含んでいてもよい。たとえば、内部部品および外部部品が提供されてもよい。内部部品は外部部品の一部内にあってもよい。たとえば内部継手が外部継手内に提供されてもよく、または、第一の継手の一部（たとえば、第一の突起）が第二の継手の一部（たとえば、第二の突起）内に提供されてもよい。衝突の際には、内部部品を外部部品に押圧してもよい。一部の事例では、この押圧動作の結果として、抑制効果が提供されてもよい。運動エネルギの一部を吸収して、それを熱に変える妨害機構があってもよい。一部の事例では、妨害機構は直接接触を含んでいてもよい。摩擦嵌合によって、部品が互いにこすれ、発熱する原因となってもよい。一部の事例では、変形は一度始まると、元には戻せない。
【０１８２】
一部の実施形態では、継手は、一または複数のセンサを装備するスマート継手であってもよい。センサは継手の内部にあっても、および／または継手の外部にあってもよい。センサは、継手構造に、継手内面、または継手外面上で搭載されてもよい。センサは、継手の上または内部に印刷されてもよい。一部の事例では、センサは継手に取り付けられてもよい。継手は状況に応じて、一または複数の印刷された機構を有していてもよい。印刷された機構は、センサを取り付けるための領域を提供してもよい。取り付け領域は、対応するセンサ固有であってもよい形状またはその他の機構を有していてもよい。接続管などの別の車両の部品は状況に応じてセンサを有していてもよい。同様に、このようなセンサは印刷されてもよく、またはその他の方法で部品と一体化されて形成されてもよく、または部品に取り付けられてもよい。一体化された継手センサはローカル部品の移動を検出し、故障が発生する場合（または故障条件が重大であった場合）。重大な故障を防ぎ、および／またはユーザに通知してもよい。センサは構造故障および／または流体の漏れを検出してもよい。センサは温度を検出してもよい。センサは、燃焼事象を防ぐ助けをしてもよい。センサは、保存または処理するために、部品の履歴（たとえば、今まで経験した任意の衝突など）に関する情報をローカルまたはリモートコントローラに収集および／または送信してもよい。
【０１８３】
一部の実施形態では、センサは継手に３−Ｄ印刷工程で一体化されたてもよい。センサは継手または管の重大な故障を検出してもよい。これによって、車両の一定の動作を誘発してもよい。たとえば、故障の検出の結果として、エアバッグ、有効な安全システム、消火を起動し、および／または警告を提供してもよい。警告は、故障の重大さおよび／または種類を運転手に示してもよい。危険な故障の可能性が高い場合は、運転手はそれ以上の車両の運転を防止されてもよい。一体化されたセンサは、継手または車両のその他の部品が衝突後の機能に適しているかを判断してもよい。継手または車両のその他の部品が機能に適している場合は、車両は操作継続を許可されてもよい。継手または車両のその他の部品がある程度機能可能な場合は、ユーザが、さらなる試験および／または修理のための場所までたどりつけるように、車両は制限した機能（たとえば、制限した種類の機能、制限した速度、制限した距離、制限した時間）のみ許可されてもよい。継手または車両のその他の部品が機能に適さない場合は、車両は自動的に停止されてもよい。
【０１８４】
一部の事例では、センサを有する検査継手は再利用可能であってもよい。一部の事例では、壊滅的な故障が継手に検出されない限り、センサを有する継手を再利用してもよい。
【０１８５】
一部の実施形態では、センサは、一または複数の電子部品を含んでいてもよい。センサは信号を生成可能であってもよい。信号は車両が機能に適しているかを判断する車両のコントローラに送信されてもよい。代替的に、信号は、追加機能を実施してもよいリモートコントローラまたは記憶装置に送信されてもよい。車両のコントローラは、車両の安全に重点を置いてもよい。代替的に、車両のコントローラは追加機能を実施してもよい。追加機能には、車両を実際に推進および／または運転することに関する機能を含まれる。
【０１８６】
継手がイベントを経験し、これ以上の機能に適しないことを表示してもよい機械的な機構を継手に印刷してもよい。これによって、様々な条件を表示することができる。条件は、経験した内部応力、圧力、温度、力（たとえば、重力）などを含むが、これらに限定されない。機械的機構は状況に応じて、部品上に可視な塊または突出などの物理的機構を含む。継手が具体的な条件を経験すると、塊または突出は変形し、平坦になり、またはせん断されてもよい。このような機械的効果は条件の大きさおよび／または方向によって異なる。一部の事例では、複数の塊または突出などの複数の機械的機構が提供されてもよく、様々なレベルの大きさおよび／または様々な方向に連動させてもよい。それによって、どの機械的機構が様々な機械的効果を経験したかによって、条件に関する情報が収集されてもよい。たとえば、衝突の大きさが第一の閾値を超えるときに第一の塊が平坦になるように構成され、衝突の大きさが第一の閾値より大きい第二の閾値を超えるときに、第二の塊が平坦になるように構成される場合、第一の塊のみが平坦になると、発生した衝突の大きさは第一の閾値と第二の閾値との間であると決定されてもよい。
【０１８７】
機械的機構は、目視検査による情報を提供してもよい。一部の事例では、機械的機構はコントローラと通信してもよく、継手がそれ以上機能に適さない場合、コントローラは警告をユーザに送信してもよい。継手がそれ以上機能に適さない場合は、機械的機構は電子通信を送信してもよい。継手がそれ以上機能に適さない場合は、機械的機構は視覚的表示を提供してもよい。一部の事例では、機械的機構は、継手および／または車両に対して、準備完了／停止の二者択一の表示を提供してもよい。代替的に、機械的機構は継手の潜在的な故障または継手に対する影響の種類に関して詳細を提供してもよい。
【０１８８】
一部の実施形態では、継手または管などの車両の部品は加圧されてもよい。正圧継手またはノードは、機構を有し、追加チャンバおよび／または大気への圧力開放を制御してもよい。追加チャンバへの圧力開放は最終的に、大気への開放となる。継手および／または管は流体（たとえば、気体流、液体流）を用いて加圧されてもよい。圧力開放を制御してもよい機構は、継手上に印刷された機構と一体化されてもよい。機構は、継手の外部または内部部分に提供されてもよい。一部の事例では、機構は、浸透性または半浸透性の表面、弁、導管、ポンプ、または任意のその他の機構を含んでいてもよい。一部の事例では、圧力を用いて、エネルギを制御された経路に沿って拡散してもよい。
【０１８９】
加圧気体も車両用シャシの故障の表示器として用いてもよい。たとえば、車両用シャシおよび／または車両用シャシの部品は、加圧気体を用いて充填されてもよい。圧力の任意の損失は構造的問題を表示してもよい。たとえば、継手が加圧気体で充填されていて、圧力の損失が継手の一つで検出される場合は、その継手には亀裂または別の構造的問題によって生じる漏れがあることもある。
【０１９０】
一部の実施形態では、車両用シャシおよび／または車両用シャシの部品は空気より軽い気体で充填されてもよい。気体は不活性気体であってもよい。気体は可燃性になりにくい気体であってもよい。たとえば、車両用シャシおよび／または部品はヘリウムで充填されてもよい。これは車両の重量を低減することに有用である。車両の重量を低減することは、車両が空中輸送車両である場合に有用である。車両の重量を低減することによって、車両の燃費が向上する。気体は正圧で充填されてもよく、または大気圧であってもよい。
【０１９１】
別の例では、車両用シャシおよび／または車両用シャシの部品は燃料で充填されてもよい。燃料は車両用の液体燃料または気体燃料であってもよい。燃料はガソリンであってもよい。燃料はディーゼル燃料であってもよい。燃料は圧縮天然ガス（ＣＮＧ）であってもよい。
【０１９２】
一または複数のセンサは、車両用シャシおよび／または任意の車両の部品（たとえば、継手、管）内の流体の漏れを検出するように構成されてもよい。たとえば、車両の加圧部品内の予想外の圧力降下が検出されてもよい。様々な車両の部分からの漏れが検出されてもよく、および／またはコントローラまたはユーザに表示されてもよい。
【０１９３】
継手を製造する３−Ｄ印刷の方法は、高効率の製造プロセスであってもよい。装置の一式は、異なる細部の機構を備えた様々な継手の形状を作るように構成されてもよい。生産は、従来の製造方法に比べて時間および費用の必要条件が少なく、さらに、プロセスは少量生産から大量生産に容易に変更されてもよい。プロセスは、従来の製造方法に比べて優れた品質管理を提供してもよく、形の悪い部品に関連する廃棄物や、品質管理の基準を満たしえない部品を作り直すのに必要な時間を短縮してもよい。
【０１９４】
本発明の好ましい実施形態を図示し、説明してきたが、このような実施形態はあくまで例示目的としてのみ提供されたものであることは当業者には明らかであろう。本発明は、明細書に記載された特定の実施例によって限定されることを意図するものではない。本発明は前述の仕様に関連して記載されているものの、本願明細書の実施形態の説明および例示は、限定的な意味で解釈されることを意図するものではない。当業者であれば、本発明から逸脱することなく多くの変形、変更、および代用に想到するであろう。さらに、本発明の全態様は、本明細書に記載した特定の記載、構成または関連する割合に限定されず、様々な条件および変数に従うことは理解されるべきである。本発明の実施に際し、本明細書で述べた本発明の実施形態には、様々な代替例を用いえる点は理解されるべきである。したがって、本発明は、また、そのような任意の代替、変更、変形または均等物も包含することが意図されている。以下の特許請求の範囲は発明の範囲を画定することを目的としたものであり、特許請求の範囲に含まれる方法および構造並びにそれらの均等物をこれによって網羅することを目的としたものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図１Ｋ】
2018528118.tif 000016
【図１Ｌ】
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【図１Ｍ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018528118.tif 000028
【図９ａ】
2018528118.tif 000029
【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
2018528118.tif 000033
【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１７Ｇ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
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【図１８Ｇ】
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【図１８Ｈ】
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【図１８Ｉ】
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【図１８Ｊ】
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【図１８Ｋ】
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【国際調査報告】
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