特開 2025-6363 ３次元構造体及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025006363

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】３次元構造体及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/10 20170101AFI20250109BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20250109BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20250109BHJP

   F16C 11/04 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B29C64/10

B33Y80/00

B33Y10/00

F16C11/04 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107111

(22)【出願日】2023-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】512209689

【氏名又は名称】ＳＯＬＩＺＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 文嶺

【テーマコード（参考）】

3J105

4F213

【Ｆターム（参考）】

3J105AA02

3J105AA12

3J105AB50

3J105AC06

3J105BB02

3J105BB12

4F213AH04

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL62

(57)【要約】

【課題】ガタつきの少ない軸部及び軸受部を含む３次元構造体を容易に製造することができる方法を提供する。
【解決手段】３次元構造体１は、軸受部２３Ａ，２３Ｂを含むベース部材２と、軸方向に沿って延び、軸受部２３Ａ，２３Ｂに対して回転可能に連結される軸部３４Ａ，３４Ｂを含む蓋部材３とを備える。ベース部材２及び蓋部材３は積層造形法により作製される。蓋部材３の軸部３４Ａ，３４Ｂは、周方向に沿って配置される複数の頂面４２と、隣接する頂面４２ｓの間を周方向に接続する複数の接続部４５とを有する。頂面４２は、軸受部２３Ａ，２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａから半径方向に最小離間距離Ｄだけ離れた位置で軸孔２６の内周面２６Ａに対面している。接続部４５は、頂面４２よりも軸孔２６の内周面２６Ａから半径方向に離れた位置にある。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受面を有する軸受部を含む第１の部材と、
軸方向に沿って延び、前記軸受部に対して回転可能に連結される軸部を含む第２の部材と
を備え、
前記第２の部材の前記軸部は、
周方向に沿って配置される複数の頂面であって、前記軸受部の前記軸受面から半径方向に所定の離間距離だけ離れた位置で前記軸受面に対面する複数の頂面と、
前記複数の頂面のうち隣接する頂面の間を前記周方向に接続する複数の接続部であって、前記複数の頂面よりも前記軸受部の前記軸受面から半径方向に離れた位置にある複数の接続部と
を有する、
３次元構造体。

【請求項2】

前記第２の部材の前記軸部の前記複数の頂面のそれぞれの前記周方向における位置は前記軸方向に沿って変化する、請求項１に記載の３次元構造体。

【請求項3】

前記第１の部材の前記軸受部には、前記軸受面の半径方向内側に形成される内部空間を前記軸受部の外部に接続する連絡通路が形成されている、請求項１又は２に記載の３次元構造体。

【請求項4】

軸受面を有する軸受部を含む第１の部材と、軸方向に沿って延び、前記軸受部に対して回転可能に連結される軸部を含む第２の部材とを備える３次元構造体を製造する方法であって、
第１の材料層及び第２の材料層を積層方向に積層して前記第１の材料層により構成される前記第１の部材及び前記第２の材料層により構成される前記第２の部材を形成する積層造形工程を有し、
前記積層造形工程は、前記第１の材料層及び前記第２の材料層を同一の積層平面上で連続的に形成する連続層形成工程を前記積層方向に繰り返すことで前記軸受部及び前記軸部を形成する軸構造造形工程を含み、
前記軸構造造形工程では、
前記第１の材料層により、前記軸受部の前記軸受面を形成し、
前記第２の材料層により、周方向に沿って配置される複数の頂面であって、前記軸受部の前記軸受面から半径方向に所定の離間距離だけ離れた位置で前記軸受面に対面する複数の頂面と、前記複数の頂面のうち隣接する頂面の間を前記周方向に接続する複数の接続部であって、前記複数の頂面よりも前記軸受部の前記軸受面から半径方向に離れた位置にある複数の接続部とを形成する、
方法。

【請求項5】

前記積層造形工程の後に、前記第１の部材の前記軸受部に対して前記第２の部材の前記軸部を回転する回転工程をさらに有する、請求項４に記載の３次元構造体の製造方法。

【請求項6】

前記軸構造造形工程において、前記軸部の前記複数の頂面及び前記複数の接続部のそれぞれの前記周方向における位置が前記積層方向に沿って変化するように前記連続層形成工程を前記積層方向に繰り返す、請求項４又は５に記載の３次元構造体の製造方法。

【請求項7】

前記積層造形工程は、前記軸構造造形工程の前又は後に、前記軸受部の前記軸受面の半径方向内側に形成される内部空間を前記軸受部の外部に接続する連絡通路が前記軸受部に形成されるように前記第１の材料層を積層する通路形成工程をさらに含む、
請求項６に記載の３次元構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元構造体及びその製造方法に係り、特に軸部とその軸部を受ける軸受部とを含む３次元構造体の製造方法に関するものである。

【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３次元構造体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、軸部とこの軸部を受ける軸受部とを含む３次元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３次元構造体を積層造形法により作製する場合には、造形中や２次硬化中に軸部と軸受部とが癒着してしまい、軸部と軸受部の機能が阻害されてしまうことがある。このような癒着は、軸部と軸受部との間に十分な間隙を確保することにより抑制することができるが、軸部と軸受部との間の間隙を大きくすると、軸部が軸受部に対して回転する際に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】

【特許文献1】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、ガタつきの少ない軸部及び軸受部を含む３次元構造体を提供することを第１の目的とする。

【0005】

また、本発明は、ガタつきの少ない軸部及び軸受部を含む３次元構造体を容易に製造することができる方法を提供することを第２の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様によれば、ガタつきの少ない軸部及び軸受部を含む３次元構造体が提供される。この３次元構造体は、軸受面を有する軸受部を含む第１の部材と、軸方向に沿って延び、上記軸受部に対して回転可能に連結される軸部を含む第２の部材とを備える。上記第２の部材の上記軸部は、周方向に沿って配置される複数の頂面であって、上記軸受部の上記軸受面から半径方向に所定の離間距離だけ離れた位置で上記軸受面に対面する複数の頂面と、上記複数の頂面のうち隣接する頂面の間を上記周方向に接続する複数の接続部であって、上記複数の頂面よりも上記軸受部の上記軸受面から半径方向に離れた位置にある複数の接続部とを有する。

【0007】

本発明の第２の態様によれば、ガタつきの少ない軸部及び軸受部を含む３次元構造体を容易に製造することができる方法が提供される。この方法は、軸受面を有する軸受部を含む第１の部材と、軸方向に沿って延び、上記軸受部に対して回転可能に連結される軸部を含む第２の部材とを備える３次元構造体を製造する方法である。この方法は、第１の材料層及び第２の材料層を積層方向に積層して上記第１の材料層により構成される上記第１の部材及び上記第２の材料層により構成される上記第２の部材を形成する積層造形工程を有する。上記積層造形工程は、上記第１の材料層及び上記第２の材料層を同一の積層平面上で連続的に形成する連続層形成工程を上記積層方向に繰り返すことで上記軸受部及び上記軸部を形成する軸構造造形工程を含む。上記軸構造造形工程では、上記第１の材料層により、上記軸受部の上記軸受面を形成し、上記第２の材料層により、周方向に沿って配置される複数の頂面であって、上記軸受部の上記軸受面から半径方向に所定の離間距離だけ離れた位置で上記軸受面に対面する複数の頂面と、上記複数の頂面のうち隣接する頂面の間を上記周方向に接続する複数の接続部であって、上記複数の頂面よりも上記軸受部の上記軸受面から半径方向に離れた位置にある複数の接続部とを形成する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施形態における３次元構造体を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す３次元構造体の分解斜視図である。

【図3A】図３Ａは、図２に示す３次元構造体におけるベース部材の横断面図である。

【図3B】図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ線断面の一部を拡大して示す図である。

【図4A】図４Ａは、図２に示す３次元構造体における蓋部材の一部を拡大して示す斜視図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａに示す蓋部材の一部の正面図である。

【図4C】図４Ｃは、図４Ａに示す蓋部材の一部の平面図である。

【図5】図５は、図１に示す３次元構造体の一部を拡大して示す断面図である。

【図6A】図６Ａは、本発明の一実施形態における３次元構造体を製造する工程の一例を示すフローチャートである。

【図6B】図６Ｂは、図６Ａに示す積層造形工程の一部を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る３次元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６Ｂを参照して詳細に説明する。図１から図６Ｂ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６Ｂ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。

【0010】

図１は本発明の一実施形態における３次元構造体１を示す斜視図、図２は分解斜視図である。図１及び図２に示すように、３次元構造体１は、略平板状のベース部材２（第１の部材）と、ベース部材２に対して回転可能に設けられる蓋部材３（第２の部材）とを含んでいる。ベース部材２及び蓋部材３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。

【0011】

図２に示すように、蓋部材３は、平板状の蓋本体３０と、蓋本体３０の縁部に形成されたフック部３１と、ベース部材２に連結される２つの連結部３２（３２Ａ，３２Ｂ）とを有している。それぞれの連結部３２は、蓋本体３０から＋Ｘ方向に延びる基部３３と、基部３３からＹ方向（軸方向）に延びる軸部３４Ａ，３４Ｂとを含んでいる。本実施形態では、基部３３を挟んでＹ方向の両側に軸部３４Ａ，３４Ｂが配置されているが、基部３３の＋Ｙ方向側又は－Ｙ方向側にのみ軸部が配置されていてもよい。また、本実施形態の蓋部材３は２つの連結部３２を含んでいるが、蓋部材３がベース部材２に対して回転可能に連結されていのであれば、連結部３２の数はこれに限られるものではない。例えば、蓋部材３が１つの連結部３２のみを含んでいてもよい。

【0012】

ベース部材２は、ＸＹ平面に沿って延びる板部２０と、板部２０から＋Ｚ方向に延びる壁２１と、蓋部材３のフック部３１が係合可能な係合部２２と、蓋部材３の連結部３２の軸部３４Ａ，３４Ｂをそれぞれ受ける軸受部２３Ａ，２３Ｂとを含んでいる。壁２１の内側には、例えば電池を収容するための収容空間２４が形成されており、板部２０には、この収容空間２４に連絡する開口２５が形成されている。開口２５は、蓋部材３の蓋本体３０の外形に略対応した形状を有しており、蓋部材３が閉状態（図１に示す状態）にあるときには、ベース部材２の開口２５の内部に蓋部材３の蓋本体３０が位置するようになっている。

【0013】

図１に示す３次元構造体１は、例えば収容空間２４に電池が収容されている場合に、蓋部材３をベース部材２に対してＹ軸周りに回転させることによって、開口２５から収容空間２４内の電池に－Ｚ方向側からアクセスして交換できるようにするものである。しかしながら、本発明は、このような構造に限らず、軸部とこの軸部を受ける軸受部とを含む任意の３次元構造体に適用できるものである。

【0014】

図３Ａはベース部材２の横断面図、図３Ｂは図３ＡのＡ－Ａ線断面の一部を拡大して示す図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ベース部材２の軸受部２３Ａ，２３Ｂのそれぞれには、Ｙ方向に円筒状に延びる軸孔２６が形成されており、この軸孔２６の内部に形成される空間Ｓに蓋部材３の連結部３２の軸部３４Ａ又は３４Ｂが配置される。すなわち、この軸孔２６の内周面２６Ａ（図３Ｂ参照）が蓋部材３の連結部３２の軸部３４Ａ又は３４Ｂを受ける軸受面となっている。図３Ａに示すように、軸受部２３Ａと軸受部２３Ｂとの間には、蓋部材３の連結部３２の基部３３を収容する空間２７が形成されている。

【0015】

また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、軸受部２３Ｂには、軸孔２６から－Ｙ方向に延び、板部２０の表面２０Ａ（図１及び図２参照）で開口する連絡通路２８Ｂが形成されている。同様に、軸受部２３Ａには、軸孔２６から＋Ｙ方向に延び、板部２０の表面２０Ａで開口する連絡通路２８Ａが形成されている。これらの連絡通路２８Ａ，２８Ｂは、軸孔２６の内部、すなわち軸孔２６の内周面２６Ａの径方向内側に形成される内部空間Ｓを軸受部２３Ａ，２３Ｂの外部に接続するものである。

【0016】

図４Ａは、蓋部材３の連結部３２を拡大して示す斜視図、図４Ｂは図４Ａに示す連結部３２の正面図、図４Ｃは平面図である。図４Ａから図４Ｃに示すように、連結部３２の軸部３４Ａ，３４Ｂのそれぞれは、コア部４０と、コア部４０から周方向に所定の間隔で半径方向外側に突出する複数の突出部４１とを含んでいる。本実施形態における軸部３４Ａ，３４Ｂのそれぞれは、周方向に沿って等間隔に配置された６つの突出部４１を含んでいるが、突出部４１の数は図示のものに限られるものではなく、またこれらの突出部４１が周方向に沿って等間隔に配置されていなくてもよい。

【0017】

図４Ａから図４Ｃに示すように、それぞれの突出部４１は、径方向外側に向いた頂面４２と、頂面４２の周方向の両縁部から延びる側面４３とを有している。また、図４Ｃに示すように、頂面４２及び側面４３を有する突出部４１のそれぞれは、その周方向における位置がＹ方向（軸方向）に沿って変化するように形成されている。本実施形態では、いずれの突出部４１も－Ｙ方向に向かうにつれて時計回りに回転するように螺旋状に形成されている。

【0018】

図４Ａから図４Ｃに示すように、隣接する突出部４１の側面４３の間にはコア部４０の外周面４４が位置している。それぞれの軸部３４Ａ，３４Ｂにおいては、突出部４１の頂面４２が最も半径方向外側に位置し、コア部４０の外周面４４が最も半径方向内側に位置しており、これら頂面４２と外周面４４との間が側面４３で接続されている。このように、突出部４１の一方の側面４３、隣接する突出部４１の一方の側面４３、及びコア部４０の外周面４４によって、隣接する突出部４１の頂面４２の間を周方向に接続する接続部４５が構成されている。

【0019】

図５は、連結部３２の軸部３４Ａ及び軸受部２３Ａの近傍を示す拡大断面図である。図５に示すように、連結部３２の軸部３４Ａは軸受部２３Ａの軸孔２６の内部に位置しており、軸部３４Ａの突出部４１の頂面４２は、軸孔２６の内周面２６Ａ（軸受面）から半径方向にわずかな距離（以下、最小離間距離Ｄという）だけ離れた位置で軸孔２６の内周面２６Ａに対面している。上述したように、軸部３４Ａにおいては、突出部４１の頂面４２が最も半径方向外側に位置しているため、隣接する突出部４１の頂面４２を接続する接続部４５のいずれの部分（突出部４１の側面４３及びコア部４０の外周面４４）も、軸孔２６の内周面２６Ａから上記最小離間距離Ｄよりも大きな距離だけ離れた位置にある。

【0020】

このような構成により、軸部３４Ａが円筒軸である場合に比べて、すなわち軸部３４Ａが全周にわたって最小離間距離Ｄで軸孔２６の内周面２６Ａに対面する場合に比べて、軸部３４Ａが最小離間距離Ｄで軸受部２３Ａの軸孔２６の内周面２６Ａに対向する面積が小さくなるので、後述するようにベース部材２及び蓋部材３を造形する際に、軸受部２３Ａの軸孔２６の内周面２６Ａと軸部３４Ａとの間で癒着が生じることが抑制される。軸部３４Ｂ及び軸受部２３Ｂについても同様のことがいえる。このように、軸受部２３Ａ，２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂとの間で癒着が生じにくいので、軸部３４Ａ，３４Ｂが円筒軸である場合に比べて、軸受部２３Ａ，２３Ｂの内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂの頂面４２との間の距離を短くすることができる。これにより、軸受部２３Ａ，２３Ｂの内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂの頂面４２との間の間隙が小さくなるため、軸部３４Ａ，３４Ｂが軸受部２３Ａ，２３Ｂに対して回転する際に生じるガタつきを低減することができる。また、結果的に、軸部３４Ａ，３４Ｂ及び軸受部２３Ａ，２３Ｂとからなる軸受構造がコンパクトになる。

【0021】

次に、上述した３次元構造体１を製造する方法について図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。上述した３次元構造体１は、３Ｄプリンタを用いて材料をＹ方向（積層方向）に積層することによって製造される（積層造形法）。以下では、材料を－Ｙ方向に積層する場合の例について説明するが、材料を＋Ｙ方向に積層して上述した３次元構造体１を製造することもできる。

【0022】

具体的には、３次元構造体１を製造する方法は、図６Ａに示すように、材料層を－Ｙ方向（積層方向）に積層して上述したベース部材２（第１の部材）及び蓋部材３（第２の部材）を形成する積層造形工程Ｓ１と、積層造形工程Ｓ１により形成された蓋部材３の軸部３４Ａ，３４Ｂをベース部材２の軸受部２３Ａ，２３Ｂに対して回転する回転工程Ｓ２とを含んでいる。

【0023】

積層造形工程Ｓ１においては、３Ｄプリンタを用いた積層造形法によってベース部材２及び蓋部材３を作製する。この積層造形法の種類は特に限定されるものではなく、例えば、溶融した材料をノズルから押し出して積層する材料押出法、光硬化性樹脂をレーザで照射して積層する光造形法、ヘッドから噴射した材料を紫外線で硬化させて積層するマテリアルジェッティング法、材料粉末にノズルからバインダを噴射して固めることで積層するバインダジェッティング法、材料粉末にレーザを照射して焼結させることで積層する粉末床溶融結合法などを用いることができる。また、積層造形に用いる材料も特定のものに限定されるものではなく、例えば樹脂、金属、セラミック、石膏など各種の材料を用いることができる。さらに、ベース部材２を構成する材料層（第１の材料層）と蓋部材３を構成する材料層（第２の材料層）に同一の材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。

【0024】

積層造形工程Ｓ１では、積層造形法により３Ｄプリンタのステージ上にベース部材２を構成する材料層（第１の材料層）及び蓋部材３を構成する材料層（第２の材料層）を－Ｙ方向に１層ずつ積み重ねていく。これにより、ベース部材２及び蓋部材３の各部が形成されていくが、以下では特に蓋部材３の－Ｙ方向側に位置する連結部３２Ａ（図２参照）の軸部３４Ａ，３４Ｂ及びこれらに対応する軸受部２３Ａ，２３Ｂの形成を中心に説明する。なお、積層造形工程Ｓ１においては、必要に応じてサポート材（図示せず）を第１の材料層及び第２の材料層とともに積層してもよい。

【0025】

図６Ｂは、積層造形工程Ｓ１の一部を示すフローチャートである。図６Ｂに示すように、積層造形工程Ｓ１は、ベース部材２の４つの連絡通路２８Ａ，２８Ｂのうち最も＋Ｙ方向側に位置する連絡通路２８Ａを形成する通路形成工程Ｓ１１と、連結部３２Ａの軸部３４Ａ及び軸受部２３Ａを形成する軸構造造形工程Ｓ１２と、連結部３２Ａの基部３３とベース部材２の対応する部分とを形成する基部造形工程Ｓ１３と、連結部３２Ａの軸部３４Ｂ及び軸受部２３Ｂを形成する軸構造造形工程Ｓ１４と、連絡通路２８Ｂを形成する通路形成工程Ｓ１５とを含んでいる。

【0026】

通路形成工程Ｓ１１では、軸受部２３Ａに連絡通路２８Ａが形成されるように（第１の）材料層を積層する。この連絡通路２８Ａにより、軸受部２３Ａの軸孔２６の内周面２６Ａの半径方向内側に形成される内部空間Ｓが軸受部２３Ａの外部に接続される。同様に、通路形成工程Ｓ１５では、軸受部２３Ｂに連絡通路２８Ｂが形成されるように（第１の）材料層を形成する。この連絡通路２８Ｂにより、軸受部２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａの半径方向内側に形成される内部空間Ｓが軸受部２３Ｂの外部に接続される。

【0027】

軸構造造形工程Ｓ１２では、軸受部２３Ａを構成する（第１の）材料層と軸部３４Ａを構成する（第２の）材料層とを同一の積層平面上で連続的に形成する連続層形成工程Ｓ１２１を－Ｙ方向に繰り返すことで連結部３２Ａの軸部３４Ａ及び軸受部２３Ａを形成する。同様に、軸構造造形工程Ｓ１４では、軸受部２３Ｂを構成する（第１の）材料層と軸部３４Ｂを構成する（第２の）材料層とを同一の積層平面上で連続的に形成する連続層形成工程Ｓ１４１を－Ｙ方向に繰り返すことで連結部３２Ａの軸部３４Ｂ及び軸受部２３Ｂを形成する。

【0028】

基部造形工程Ｓ１３では、ベース部材２を構成する（第１の）材料層と連結部３２Ａの基部３３を構成する（第２の）材料層とを同一の積層平面上で連続的に形成する工程を－Ｙ方向に繰り返すことで連結部３２Ａの基部３３及びベース部材２の一部を形成する。

【0029】

図６Ｂに示す工程により連結部３２Ａの軸部３４Ａ，３４Ｂ及びこれらに対応する軸受部２３Ａ，２３Ｂを形成することができる。同様の工程により、連結部３２Ｂの軸部３４Ａ，３４Ｂ及びこれらに対応する軸受部２３Ａ，２３Ｂを形成することができる。

【0030】

積層造形工程Ｓ１によりベース部材２及び蓋部材３の造形が完了した後、必要に応じてサポート材を適切な方法により除去する。また、造形後に未硬化の材料が部材の間隙に残留してしまうことがあるが、本実施形態では、このようなサポート材や余分な材料など（以下、「不要物」という）を除去するために回転工程Ｓ２を実施する。この回転工程Ｓ２においては、蓋部材３の軸部３４Ａ，３４Ｂをベース部材２の軸受部２３Ａ，２３Ｂに対して回転する。このような回転工程により、軸受部２３Ａ，２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂとの間に存在する不要物を隣接する突出部４１の間の接続部４５に集めることができるので不要物の除去が容易になる。

【0031】

特に本実施形態では、上述したように軸部３４Ａ，３４Ｂの突出部４１が螺旋状に形成されているので、回転工程において軸部３４Ａ，３４Ｂを回転させると、軸部３４Ａ，３４Ｂの接続部４５に集められた不要物が突出部４１に当たって接続部４５に沿って軸方向（Ｙ方向）に掻き出される。したがって、不要物の除去がさらに容易になる。

【0032】

また、本実施形態では、通路形成工程Ｓ１１，Ｓ１５によって、それぞれの軸受部２３Ａ，２３Ｂに連絡通路２８Ａ，２８Ｂを形成することができるので、軸部３４Ａ，３４Ｂを回転させることにより、上述のように軸部３４Ａ，３４Ｂの接続部４５に沿って軸方向に掻き出された不要物を軸孔２６の内周面２６Ａの半径方向内側に形成される内部空間Ｓ（図３Ａ及び図３Ｂ参照）から連絡通路２８Ａ，２８Ｂを通じてベース部材２の板部２０の表面２０Ａに排出することができる。

【0033】

上述したように、本実施形態によれば、軸部３４Ａ，３４Ｂの頂面４２だけが軸受部２３Ａ，２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａ（軸受面）の近傍で内周面２６Ａに対向することになり、内周面２６Ａの近傍で内周面２６Ａに対向する軸部３４Ａ，３４Ｂの面積が軸部３４Ａ，３４Ｂを円筒軸とする場合に比べて小さくなるので、軸部３４Ａ，３４Ｂ及び軸受部２３Ａ，２３Ｂを積層造形する際に、軸受部２３Ａ，２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂとの間で癒着が生じることが抑制される。このように、軸受部２３Ａ，２３Ｂの軸孔２６の内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂとの間で癒着が生じにくいので、軸部３４Ａ，３４Ｂが円筒軸である場合に比べて、軸受部２３Ａ，２３Ｂの内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂの頂面４２との間の距離を短くすることができる。これにより、軸受部２３Ａ，２３Ｂの内周面２６Ａと軸部３４Ａ，３４Ｂの頂面４２との間の間隙が小さくなるため、軸部３４Ａ，３４Ｂが軸受部２３Ａ，２３Ｂに対して回転する際に生じるガタつきを低減することができる。すなわち、ガタつきの少ない軸部３４Ａ，３４Ｂ及び軸受部２３Ａ，２３Ｂを含む３次元構造体を容易に積層造形することができる。また、このような軸部３４Ａ，３４Ｂはサポート材を使わずに積層造形することが可能である。

【0034】

上述した実施形態では、螺旋状に形成された突出部４１を不要物の掻き出しのために用いているが、例えばこのような突出部４１を他の部材と噛合するように構成し、歯車としても用いるようにすることも考えられる。また、隣接する突出部４１の間に形成される螺旋状の溝部に例えば潤滑油やグリスを注入してもよい。２つの部材を一体的に積層造形した構造では潤滑液やグリスが摺動面に行き渡りにくいという問題があるが、上述の工程により製造された３次元構造体では潤滑油やグリスが軸受部２３Ａ，２３Ｂと軸部３４Ａ，３４Ｂとの間に行き渡りやすくなっている。すなわち、上述した連絡通路２８Ａ，２８Ｂから隣接する突出部４１の間の溝部に潤滑油やグリスを導入し、軸部３４Ａ，３４Ｂを上記と反対の方向に回転させることにより、連絡通路２８Ａ，２８Ｂから導入される潤滑油やグリスを螺旋状に形成された突出部４１によって軸方向に沿って奥の方に誘導することができる。

【0035】

上述した実施形態において図示されているベース部材２及び蓋部材３は例示に過ぎず、本発明に係る３次元構造体を構成する第１の部材及び第２の部材の形状や機能は、上述したものに限られるものではない。

【0036】

以上述べたように、本発明に係る３次元構造体は、以下のような構成を採用することが可能である。
［構成１］
軸受面を有する軸受部を含む第１の部材と、
軸方向に沿って延び、前記軸受部に対して回転可能に連結される軸部を含む第２の部材と
を備え、
前記第２の部材の前記軸部は、
周方向に沿って配置される複数の頂面であって、前記軸受部の前記軸受面から半径方向に所定の離間距離だけ離れた位置で前記軸受面に対面する複数の頂面と、
前記複数の頂面のうち隣接する頂面の間を前記周方向に接続する複数の接続部であって、前記複数の頂面よりも前記軸受部の前記軸受面から半径方向に離れた位置にある複数の接続部と
を有する、
３次元構造体。

【0037】

［構成２］
上記構成１において、
前記第２の部材の前記軸部の前記複数の頂面のそれぞれの前記周方向における位置は前記軸方向に沿って変化する、３次元構造体。

【0038】

［構成３］
上記構成１又は２において、
前記第１の部材の前記軸受部には、前記軸受面の半径方向内側に形成される内部空間を前記軸受部の外部に接続する連絡通路が形成されている、３次元構造体。

【0039】

また、本発明に係る３次元構造体の製造方法は、以下のような構成を採用することが可能である。
［構成４］
軸受面を有する軸受部を含む第１の部材と、軸方向に沿って延び、前記軸受部に対して回転可能に連結される軸部を含む第２の部材とを備える３次元構造体を製造する方法であって、
第１の材料層及び第２の材料層を積層方向に積層して前記第１の材料層により構成される前記第１の部材及び前記第２の材料層により構成される前記第２の部材を形成する積層造形工程を有し、
前記積層造形工程は、前記第１の材料層及び前記第２の材料層を同一の積層平面上で連続的に形成する連続層形成工程を前記積層方向に繰り返すことで前記軸受部及び前記軸部を形成する軸構造造形工程を含み、
前記軸構造造形工程では、
前記第１の材料層により、前記軸受部の前記軸受面を形成し、
前記第２の材料層により、周方向に沿って配置される複数の頂面であって、前記軸受部の前記軸受面から半径方向に所定の離間距離だけ離れた位置で前記軸受面に対面する複数の頂面と、前記複数の頂面のうち隣接する頂面の間を前記周方向に接続する複数の接続部であって、前記複数の頂面よりも前記軸受部の前記軸受面から半径方向に離れた位置にある複数の接続部とを形成する、
方法。

【0040】

［構成５］
上記構成４において、
前記積層造形工程の後に、前記第１の部材の前記軸受部に対して前記第２の部材の前記軸部を回転する回転工程をさらに有する、３次元構造体の製造方法。

【0041】

［構成６］
上記構成４又は５において、
前記軸構造造形工程において、前記軸部の前記複数の頂面及び前記複数の接続部のそれぞれの前記周方向における位置が前記積層方向に沿って変化するように前記連続層形成工程を前記積層方向に繰り返す、３次元構造体の製造方法。

【0042】

［構成７］
上記構成４から６のいずれかにおいて、
前記積層造形工程は、前記軸構造造形工程の前又は後に、前記軸受部の前記軸受面の半径方向内側に形成される内部空間を前記軸受部の外部に接続する連絡通路が前記軸受部に形成されるように前記第１の材料層を積層する通路形成工程をさらに含む、
３次元構造体の製造方法。

【0043】

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0044】

１ ３次元構造体
２ ベース部材（第１の部材）
３ 蓋部材（第２の部材）
２０ 板部
２３Ａ，２３Ｂ 軸受部
２６ 軸孔
２６Ａ 内周面（軸受面）
２８Ａ，２８Ｂ 連絡通路
３０ 蓋本体
３２ 連結部
３３ 基部
３４Ａ，３４Ｂ 軸部
４０ コア部
４１ 突出部
４２ 頂面
４３ 側面
４４ 外周面
４５ 接続部
Ｓ 内部空間

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6A】

【図6B】