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公開番号2024165667
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023082046
出願日2023-05-18
発明の名称構造体及びその製造方法
出願人SOLIZE株式会社
代理人個人
主分類B29C 64/393 20170101AFI20241121BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】軸部のガタつきの少ない構造体を提供する。
【解決手段】構造体1は、実用軸部32Aと、実用軸部32Aに接続され、実用軸部32Aよりも細い造形用軸部36Aとを含む軸部30Aを有する積層造形部材10Aと、積層造形部材10Aの軸部30Aが挿通される貫通孔21Bが形成された接続部22Bを有する積層造形部材10Bとを備える。積層造形部材10Aの造形用軸部36Aは、造形用軸部36Aの外周面と積層造形部材10Bの貫通孔21Bの内周面との間に、造形用軸部36Aと接続部22Bとを同一の積層面で連続的に造形するのに必要な間隙G₁が形成されるような外形を有する。積層造形部材10Bの接続部22Bは、積層造形部材10Aの実用軸部32Aの周囲に位置する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１の実用軸部と、前記第１の実用軸部に接続され、前記第１の実用軸部よりも細い第１の造形用軸部とを含む第１の軸部を有する第１の積層造形部材と、
前記第１の積層造形部材の前記第１の軸部が挿通される第１の貫通孔が形成された第１の接続部を有する第２の積層造形部材と
を備え、
前記第１の積層造形部材の前記第１の造形用軸部は、前記第１の造形用軸部の外面と前記第２の積層造形部材の前記第１の貫通孔の内面との間に、前記第１の造形用軸部と前記第１の接続部とを同一の積層面で連続的に造形するのに必要な間隙が形成されるような外形を有し、
前記第２の積層造形部材の前記第１の接続部は、前記第１の積層造形部材の前記第１の実用軸部の周囲に位置する、
構造体。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１の積層造形部材は、前記第２の積層造形部材の前記第１の接続部の移動を前記第１の軸部の範囲内に規制可能な第１の規制部をさらに有する、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
第２の実用軸部と、前記第２の実用軸部に接続され、前記第２の実用軸部よりも細い第２の造形用軸部とを含む第２の軸部を有する第３の積層造形部材をさらに備え、
前記第１の積層造形部材は、前記第３の積層造形部材の前記第２の軸部が挿通される第２の貫通孔が形成された第２の接続部をさらに有し、
前記第３の積層造形部材の前記第２の造形用軸部は、前記第２の造形用軸部の外面と前記第１の積層造形部材の前記第２の貫通孔の内面との間に、前記第３の積層造形部材の前記第２の造形用軸部と前記第１の積層造形部材の前記第２の接続部とを同一の積層面で造形するのに必要な間隙が形成されるような外形を有し、
前記第１の積層造形部材の前記第２の接続部は、前記第３の積層造形部材の前記第２の実用軸部の周囲に位置する、
請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記第２の積層造形部材と前記第３の積層造形部材とは、前記第１の積層造形部材に対して同じ側に配置される、請求項３に記載の構造体。
【請求項５】
前記第３の積層造形部材は、前記第１の積層造形部材の前記第２の接続部の移動を前記第２の軸部の範囲内に規制可能な第２の規制部をさらに有する、請求項３に記載の構造体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の構造体を含む、回転機構。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の構造体を含む、固定機構。
【請求項８】
第１の実用軸部と、前記第１の実用軸部に接続される第１の造形用軸部とを含む第１の軸部を有する第１の部材と、前記第１の部材の前記第１の軸部が挿通される第１の貫通孔が形成された第１の接続部を有する第２の部材とを含む複数の部材を積層造形する積層造形工程と、
前記積層造形工程の後に、前記複数の部材を相対的に移動して構造体を形成する部材移動工程と
を含み、
前記積層造形工程は、
前記第１の部材の前記第１の造形用軸部と前記第２の部材の前記第１の接続部とを同一の積層面で連続的に積層造形する第１の同一積層面造形工程
を含み、
前記第１の同一積層面造形工程においては、前記第１の部材の前記第１の造形用軸部の外面と前記第２の部材の前記第１の貫通孔の内面との間に、前記第１の造形用軸部と前記第１の接続部の積層造形に必要な間隙が形成されるように、前記第１の部材の前記第１の造形用軸部を前記第１の実用軸部よりも細く造形し、
前記部材移動工程は、
前記第２の部材の前記第１の接続部が前記第１の部材の前記第１の実用軸部の周囲に位置するように前記第２の部材を前記第１の部材に対して移動する第１の移動工程
を含む、
構造体の製造方法。
【請求項９】
前記積層造形工程により積層造形される前記複数の部材は、
第２の実用軸部と、前記第２の実用軸部に接続され、前記第２の実用軸部よりも細い第２の造形用軸部とを含む第２の軸部を有する第３の部材
をさらに含み、
前記第１の部材は、前記第３の部材の前記第２の軸部が挿通される第２の貫通孔が形成された第２の接続部をさらに有し、
前記積層造形工程は、
前記第３の部材の前記第２の造形用軸部と前記第１の部材の前記第２の接続部とを同一の積層面で連続的に積層造形する第２の同一積層面造形工程
をさらに含み、
前記第２の同一積層面造形工程においては、前記第３の部材の前記第２の造形用軸部の外面と前記第１の部材の前記第２の貫通孔の内面との間に、前記第２の造形用軸部と前記第２の接続部の積層造形に必要な間隙が形成されるように、前記第３の部材の前記第２の造形用軸部を前記第２の実用軸部よりも細く造形し、
前記部材移動工程は、
前記第１の部材の前記第２の接続部が前記第３の部材の前記第２の実用軸部の周囲に位置するように前記第１の部材を前記第３の部材に対して移動する第２の移動工程
をさらに含む、
請求項８に記載された構造体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体及びその製造方法に係り、特に軸を有する部材とこの軸に接続される部材とを含む構造体に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から３Ｄプリンタにより材料を１層ずつ積み重ねて立体構造物を造形する積層造形法が知られている。このような積層造形法は、軸を有する部材（軸部材）とこの軸に接続される部材（接続部材）とを含む構造体を作製する際にも用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような構造体を積層造形法により作製する場合には、造形中に軸部材と接続部材とが癒着してしまわないように軸部材と接続部材との間に十分な間隙を確保する必要がある。この結果、作製された軸部材と接続部材との間にも間隙が形成されることになり、作製された構造体において軸部材のガタつきが生じやすくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、軸部のガタつきの少ない構造体及びそのような構造体を簡単に製造することができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、軸部のガタつきの少ない構造体が提供される。この構造体は、第１の実用軸部と、上記第１の実用軸部に接続され、上記第１の実用軸部よりも細い第１の造形用軸部とを含む第１の軸部を有する第１の積層造形部材と、上記第１の積層造形部材の上記第１の軸部が挿通される第１の貫通孔が形成された第１の接続部を有する第２の積層造形部材とを備える。上記第１の積層造形部材の上記第１の造形用軸部は、上記第１の造形用軸部の外面と上記第２の積層造形部材の上記第１の貫通孔の内面との間に、上記第１の造形用軸部と上記第１の接続部とを同一の積層面で連続的に造形するのに必要な間隙が形成されるような外形を有する。上記第２の積層造形部材の上記第１の接続部は、上記第１の積層造形部材の上記第１の実用軸部の周囲に位置する。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、軸部のガタつきの少ない構造体を簡単に製造することができる方法が提供される。この方法は、第１の実用軸部と、上記第１の実用軸部に接続される第１の造形用軸部とを含む第１の軸部を有する第１の部材と、上記第１の部材の上記第１の軸部が挿通される第１の貫通孔が形成された第１の接続部を有する第２の部材とを含む複数の部材を積層造形する積層造形工程と、上記積層造形工程の後に、上記複数の部材を相対的に移動して構造体を形成する部材移動工程とを含む。上記積層造形工程は、上記第１の部材の上記第１の造形用軸部と上記第２の部材の上記第１の接続部とを同一の積層面で連続的に積層造形する第１の同一積層面造形工程を含む。上記第１の同一積層面造形工程においては、上記第１の部材の上記第１の造形用軸部の外面と上記第２の部材の上記第１の貫通孔の内面との間に、上記第１の造形用軸部と上記第１の接続部の積層造形に必要な間隙が形成されるように、上記第１の部材の上記第１の造形用軸部を上記第１の実用軸部よりも細く造形する。上記部材移動工程は、上記第２の部材の上記第１の接続部が上記第１の部材の上記第１の実用軸部の周囲に位置するように上記第２の部材を上記第１の部材に対して移動する第１の移動工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本発明の第１の実施形態における構造体を示す斜視図である。
図２は、図１に示す構造体の正面図である。
図３は、図２のIII－III線断面図である。
図４Ａは、図１に示す構造体中の部材の斜視図である。
図４Ｂは、図４Ａに示す部材の正面図である。
図４Ｃは、図４Ａに示す部材の平面図である。
図５Ａは、図１に示す構造体を製造するための積層造形工程を示す模式的断面図である。
図５Ｂは、図１に示す構造体を製造するための積層造形工程を示す模式的断面図である。
図５Ｃは、図１に示す構造体を製造するための部材移動工程を示す模式的断面図である。
図６は、本発明の第２の実施形態における構造体を示す斜視図である。
図７Ａは、図６に示す構造体を製造するための積層造形工程を示す模式的断面図である。
図７Ｂは、図６に示す構造体を製造するための部材移動工程を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る構造体及びその製造方法の実施形態について図１から図７Ｂを参照して詳細に説明する。図１から図７Ｂにおいて、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図７Ｂにおいては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。以下の説明では、特に言及がない場合には、「第１」や「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用されているだけであり、特定の順位や順番を表すものではない。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態における構造体１を示す斜視図、図２は正面図、図３は、図２のIII－III線断面図である。図１から図３に示すように、この構造体１は、（第１の）積層造形部材１０Ａと（第２の）積層造形部材１０Ｂとを含んでいる。これらの積層造形部材１０Ａ，１０Ｂは、後述するように３Ｄプリンタを用いた積層造形法によって製造されるものである。
【００１０】
図４Ａは積層造形部材１０Ａの斜視図、図４Ｂは正面図、図４Ｃは平面図である。図４Ａから図４Ｃに示すように、積層造形部材１０Ａは、円筒状の基部２０Ａと、Ｚ方向に延びる円形の貫通孔２１Ａが形成された円筒状の接続部２２Ａと、基部２０Ａと接続部２２Ａとを接続する中間部２４Ａと、基部２０Ａから＋Ｚ方向に延びる軸部３０Ａと、軸部３０Ａの＋Ｚ方向の端部で半径方向外側に広がる拡大部４０Ａとを有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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