特許 7257629 構造体、システム及び構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-06

(45)【発行日】2023-04-14

(54)【発明の名称】構造体、システム及び構造物

(51)【国際特許分類】

   B32B 3/18 20060101AFI20230407BHJP

   B32B 3/22 20060101ALI20230407BHJP

   B32B 3/24 20060101ALI20230407BHJP

【ＦＩ】

B32B3/18

B32B3/22

B32B3/24 Z

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021522211

(86)(22)【出願日】2020-05-15

(86)【国際出願番号】 JP2020019383

(87)【国際公開番号】W WO2020241296

(87)【国際公開日】2020-12-03

【審査請求日】2021-09-29

(31)【優先権主張番号】P 2019101613

(32)【優先日】2019-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】中村 将啓

(72)【発明者】

【氏名】大塩 祥三

(72)【発明者】

【氏名】小谷 友規

【審査官】清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０４５６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１４４９１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０３０１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４９－１２３８８８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０４－１１１３３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公平０２－０３７３９７（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開２００８－００６２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５１－００８７５６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特表平０８－５０９６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３４５５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８２４３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０９－１３５６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７５７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００６０８８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元の網形状を構成する複数の網線を有する３次元網形状造形体と、
前記複数の網線により区切られる複数の空間のうち２つ以上の空間のそれぞれに存在する物体とを備え、
複数の前記物体のそれぞれは、
前記複数の空間のうち１つの空間の内部のみを移動する移動体であり、
前記複数の物体と前記複数の網線とは、前記複数の物体が、前記複数の空間のうち２つ以上の空間に亘って移動しないような構成であり、
第１方向と第２方向と第３方向とを、それぞれ互いに直交する方向としたとき、
前記複数の空間は、前記第１方向と前記第２方向と前記第３方向とに沿って設けられ、
前記複数の物体のそれぞれは、金属材料及び無機化合物材料のうち少なくとも１つ以上の材料を含み、
前記複数の網線は、複数の主網線と複数の副網線とを含み、
前記複数の主網線及び前記複数の副網線によって囲まれる開口部が、前記複数の空間を構成する境界面に設けられ、
前記複数の副網線は、前記開口部の大きさが前記複数の物体が前記複数の空間のうち２つ以上の空間に亘って移動しないような大きさとなるように、構成されている
構造体。

【請求項2】

構造体であって、
３次元の網形状を構成する複数の網線を有する３次元網形状造形体と、
前記複数の網線により区切られる複数の空間のうち２つ以上の空間のそれぞれに存在する物体とを備え、
複数の前記物体のそれぞれは、
前記複数の空間のうち１つの空間の内部のみを移動する移動体であり、
前記複数の物体と前記複数の網線とは、前記複数の物体が、前記複数の空間のうち２つ以上の空間に亘って移動しないような構成であり、
第１方向と第２方向と第３方向とを、それぞれ互いに直交する方向としたとき、
前記複数の空間は、前記第１方向と前記第２方向と前記第３方向とに沿って設けられ、
前記複数の物体のそれぞれは、金属材料及び無機化合物材料のうち少なくとも１つ以上の材料を含み、
前記構造体は、
さらに、前記複数の物体の移動を抑制する隔壁を備え、
前記隔壁は、前記複数の空間を構成する境界面に設けられる
構造体。

【請求項3】

前記境界面の一部は、前記３次元網形状造形体の最も外側の面である最外面の一部であり、
前記隔壁は、前記最外面のうち１つ以上の面全体に設けられる
請求項２に記載の構造体。

【請求項4】

前記複数の物体は、第１物体と、第２物体とを含み、
前記第１物体と、前記第２物体とは、前記複数の空間のうち１つの空間に存在する
請求項１から３のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項5】

前記複数の物体は、前記複数の空間のすべての空間に存在する
請求項１から４のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項6】

前記複数の物体の形状は、球形状である
請求項１から５のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項7】

前記３次元網形状造形体は、弾性変形する弾性体である
請求項１から６のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項8】

前記複数の空間のうち異なる空間のそれぞれに存在する前記複数の物体どうしは、接触している
請求項１から７のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の構造体と、
前記複数の物体にエネルギーを与えることで前記複数の物体を移動させるエネルギー供給装置とを備える
システム。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか１項に記載の構造体を備える
構造物。

【請求項11】

前記複数の物体は、前記複数の空間内を移動することで、前記構造体が有する光学特性、電気伝導特性、熱伝導特性、又は、流体抵抗特性のうち１つ以上の特性を制御する
請求項１０に記載の構造物。

【請求項12】

前記構造物は、電子機器である
請求項１０に記載の構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造体、システム及び構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ラティス構造などに代表される３次元の網形状を含む構造体が利用されている。

【0003】

例えば、特許文献１では、ラティス構造を用いて、剛性の低下抑制など力学的な特性を制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－９３４６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方で、３次元の網形状を含む構造体については、主に力学的な特性を制御する技術が開発され、力学的な特性以外の新規な機能を発揮させる技術は、着目されてこなかった。

【0006】

そこで、本発明は、３次元の網形状を含む構造体を使って、新規な機能を発揮させる構造体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】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る構造体は、３次元の網形状を構成する複数の網線を有する３次元網形状造形体と、前記複数の網線により区切られる複数の空間のうち２つ以上の空間のそれぞれに存在する物体とを備え、複数の前記物体は、前記複数の空間のうち１つの空間の内部を移動する、及び／又は、前記複数の空間のうち２つ以上の空間に亘って移動する移動体である。

【0008】

さらに、本発明の一態様に係るシステムは、前記構造体と、前記複数の物体にエネルギーを与えることで前記複数の物体を移動させるエネルギー供給装置とを備える。

【0009】

さらに、本発明の一態様に係る構造物は、前記構造体を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、新規な機能を発揮させる構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】図１Ａは、実施の形態１に係るシステムの概略図である。

【図1B】図１Ｂは、実施の形態１に係る複数の空間のうちの１つの空間を拡大した斜視図である。

【図2】図２は、図１Ａに示すＩＩ－ＩＩ線での構造体の断面図である。

【図3】図３は、実施の形態２に係るシステムの概略図である。

【図4】図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ線での構造体の断面図である。

【図5A】図５Ａは、実施の形態３に係る構造物の概略図である。

【図5B】図５Ｂは、実施の形態３に係る複数の空間のうちの１つの空間を拡大した斜視図である。

【図6】図６は、図５Ａに示す構造物の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、本発明の実施の形態に係る構造体について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0013】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。従って、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0014】

また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語及び正方形又は長方形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

【0015】

また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、複数の空間を構成する境界面の１つに平行な二軸をｘ軸及びｙ軸とし、当該境界面に直交する方向をｚ軸方向としている。

【0016】

（実施の形態１）
［構成］
まず、本実施の形態に係るシステム１０００の構成について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。

【0017】

図１Ａは、実施の形態１に係るシステム１０００の概略図である。本実施の形態に係るシステム１０００は、構造体１００と、エネルギー供給装置２００とを備えるシステムである。また、本実施の形態に係るシステム１０００は、構造体１００が載置される載置台２０１を備える。構造体１００は、３次元網形状造形体１０と、移動体である複数の物体４０とを備える。また、エネルギー供給装置２００は、複数の物体４０にエネルギーを与えることで複数の物体４０を移動させる装置である。例えば、システム１０００は、エネルギー供給装置２００が複数の物体４０にエネルギーを与え、複数の物体４０が移動することで、構造体１００が有する新規な機能を発揮させるシステムである。本実施の形態に係るシステム１０００は、例えば、エネルギー供給装置２００が複数の物体４０にエネルギーを与え、複数の物体４０が移動することで、構造体１００が回転運動するシステムである。

【0018】

本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００は、電磁石を含む装置である。本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００は、例えば、コイルと、当該コイルが巻かれた磁性材料と、当該コイルに接続される電源とにより構成されている。電流がコイルに流れることで、本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００は、磁力及び磁場を発生させることができる。本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００が磁場を発生させることで、複数の物体４０は、エネルギーを与えられる。また、本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００は、構造体１００の上方側（ｚ軸正方向側）に位置している。エネルギー供給装置２００は、載置台２０１と接続される支持支柱２０２によって、構造体１００の上方側に、離間して、位置してもよい。

【0019】

次に、本実施の形態に係る構造体１００について、説明する。上述の通り、構造体１００は、複数の網線２０を有する３次元網形状造形体１０と、複数の網線２０により区切られる複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０のそれぞれに存在する物体４０とを備える。本実施の形態に係る構造体１００は、例えば、載置台２０１に載置されている。

【0020】

なお、本実施の形態においては、構造体１００は、エネルギー供給装置２００の下方（ｚ軸負方向側）に位置しているが、構造体１００とエネルギー供給装置２００との位置関係は、これに限らない。また、構造体１００とエネルギー供給装置２００とは、直接接触していてもよい。つまり、構造体１００に含まれる複数の物体４０がエネルギー供給装置２００から供給されるエネルギーを受け取ることができる位置関係であれば、どのような位置関係であってもよい。

【0021】

３次元網形状造形体１０が有する複数の網線２０は、３次元の網形状を構成する部材である。また、複数の網線２０は、３次元網形状造形体１０の骨格を構成する部材である。複数の網線２０は、３次元の網形状を構成するが、複数の網線２０のそれぞれが、編まれている必要はない。例えば、複数の網線２０は、複数の網線２０の一部分から分岐して延びる形状であってもよい。また、例えば、複数の網線２０は、複数の網線２０のそれぞれが接続される形状であってもよい。

【0022】

本実施の形態に係る複数の網線２０のそれぞれは、直線形状であるが、これに限らない。例えば、複数の網線２０のそれぞれは、曲線形状であってもよく、直線形状と曲線形状とを組み合わせた形状であってもよい。複数の網線２０のそれぞれは、線の太さが同じでもよく、異なってもよい。

【0023】

本実施の形態に係る複数の網線２０は、線の太さがより太い複数の主網線２１と、線の太さがより細い複数の副網線２２とを含む。本実施の形態においては、複数の主網線２１の線の太さは、複数の副網線２２の線の太さよりも太い。

【0024】

本実施の形態に係る複数の主網線２１のそれぞれは、ｘ軸、ｙ軸又はｚ軸の内の一方向に向かって直線状に延びている。

【0025】

複数の主網線２１のうちｘ軸方向に延びる線は、互いに平行で、かつ、等間隔に並んでいる。複数の主網線２１のうちｙ軸方向に延びる線は、互いに平行で、かつ、等間隔に並んでいる。複数の主網線２１のうちｚ軸方向に延びる線は、互いに平行で、かつ、等間隔に並んでいる。

【0026】

また、本実施の形態においては、複数の主網線２１のうちｘ軸方向に延びる線の並び間隔と、ｙ軸方向に延びる線の並び間隔と、ｚ軸方向に延びる線の並び間隔とは、いずれも等しい。なお、複数の主網線２１のうちｘ軸方向に延びる線の並び間隔と、ｙ軸方向に延びる線の並び間隔と、ｚ軸方向に延びる線の並び間隔とは、異なっていてもよい。

【0027】

以上のような複数の主網線２１の構成により、複数の主網線２１の形状は、３次元の格子形状である。

【0028】

また、後述するが、本実施の形態に係る複数の空間３０の形状は、いずれも立方体形状である。複数の空間３０は、複数の網線２０により区切られる領域であるため、本実施の形態に係る複数の主網線２１は、立方体（複数の空間３０）の各辺に対応する位置に設けられている。

【0029】

また、本実施の形態に係る複数の網線２０が含む複数の副網線２２については、図１Ｂを用いて詳細を説明する。

【0030】

複数の空間３０は、複数の網線２０により区切られる領域である。つまり、複数の空間３０は、複数の網線２０に区切られる３次元の領域である。

【0031】

本実施の形態に係る複数の空間３０は、主に、複数の主網線２１により区切られる領域である。しかしながら、複数の空間３０は、複数の主網線２１及び複数の副網線２２により区切られる領域であってもよい。つまり、複数の空間３０の形状は、複数の主網線２１及び複数の副網線２２が組み合わさって構成された形状であってもよい。

【0032】

上述のように、複数の主網線２１のうちｘ軸方向に延びる線の並び間隔と、ｙ軸方向に延びる線の並び間隔と、ｚ軸方向に延びる線の並び間隔とは、いずれも等しい。そのため、本実施の形態に係る複数の空間３０の形状は、いずれも立方体形状である。

【0033】

また、複数の空間３０の形状は、立方体形状に限らない。例えば、複数の空間３０の形状は、直方体形状、角錐形状、角柱形状、円錐形状、円柱形状、球形状及び正多面体形状など、その他の形状であってもよく、これら形状を組み合わせた形状であってもよい。また、複数の空間３０の形状は、それぞれ異なっていてもよい。また、複数の空間３０の大きさは、それぞれ異なっていてもよい。例えば、複数の空間３０は、より大きい立方体形状の空間３０と、より小さい立方体形状の空間３０とを組み合わせてもよい。

【0034】

また、第１方向と第２方向と第３方向とを、それぞれ互いに直交する方向としたとき、複数の空間３０は、第１方向と第２方向と第３方向とに沿って設けられる。本実施の形態においては、例えば、ｘ軸方向が第１方向であり、ｙ軸方向が第２方向であり、ｚ軸方向が第３方向である。本実施の形態に係る複数の空間３０は、より具体的には、ｘ軸方向に３つ、ｙ軸方向に２つ、ｚ軸方向に２つ並べられている。なお、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向に並べられる複数の空間３０の数は、上記に限られない。

【0035】

上述のように、３次元網形状造形体１０は、複数の網線２０を有する。本実施の形態においては、複数の網線２０により区切られる複数の空間３０の形状は、立方体であり、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向に沿って並べられている。このように３次元網形状造形体１０は、立体的な格子が連続的に繰り返される構造を有するため、ラティス構造体であるともいえる。さらに、複数の空間３０がｘ軸方向に３つ、ｙ軸方向に２つ、ｚ軸方向に２つ並べられているため、３次元網形状造形体１０の形状は、直方体形状である。

【0036】

なお、上述のように、複数の空間３０の形状が、立方体形状でない場合、３次元網形状造形体１０の形状は、同様に、直方体形状ではない。３次元網形状造形体１０の形状は、直方体形状、角錐形状、角柱形状、円錐形状、円柱形状、球形状及び正多面体形状など、その他の形状であってもよい。

【0037】

また、本実施の形態に係る３次元網形状造形体１０は、剛性が高い性質を示す。すなわち、３次元網形状造形体１０に対し力が与えられても、変形量が非常に小さい。

【0038】

物体４０は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０のそれぞれに存在する。すなわち、本実施の形態に係る構造体１００においては、２つ以上の物体４０、すなわち、複数の物体４０が存在する。複数の物体４０は、移動する移動体である。具体的には、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部を移動する、及び／又は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動する。本実施の形態に係る複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部を移動する。一方で、本実施の形態に係る複数の物体４０は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動しない。

【0039】

また、本実施の形態においては、複数の物体４０は、４つ存在する。４つの物体４０のそれぞれは、複数の空間３０のうち最もｘ軸正方向側の４つの空間３０のそれぞれに存在する。なお、複数の物体４０が存在する空間３０は、上記に限られない。複数の物体４０は、構造体１００が有する機能に応じて、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０のそれぞれに存在する。

【0040】

本実施の形態に係る複数の物体４０は、固体の物質である。複数の物体４０は、金属材料、無機化合物材料及び有機化合物材料のうち少なくとも１つ以上の材料を含む。金属材料は、例えば、１種類の金属により構成された材料でもよく、２種類以上の金属により構成された合金材料でもよい。無機化合物材料は、酸化物、窒化物、硫化物及びハロゲン化物などであってもよい。無機化合物材料は、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、炭酸、ホウ酸及びフッ化水素酸などの無機酸由来の材料であってもよい。有機化合物材料は、高分子化合物により構成される樹脂であってもよい。本実施の形態においては、複数の物体４０は、鉄、コバルト、ニッケル又はフェライトなどの強磁性を示す材料を含む。より具体的には、本実施の形態に係る複数の物体４０は、鉄を含む。このため、本実施の形態に係る複数の物体４０は、強磁性を示す。

【0041】

本実施の形態に係る複数の物体４０の形状は、球形状である。しかしながら、複数の物体４０の形状は、これに限らない。複数の物体４０の形状は、直方体形状、角錐形状、角柱形状、円錐形状、円柱形状及び卵形状などであってもよい。

【0042】

複数の物体４０の形状が球形状であることで、複数の物体４０の形状は、角又は突起を有さない。そのため、複数の物体４０は、複数の空間３０の内部での引っ掛かりを抑制し、複数の空間３０の内部を円滑に移動することができる。

【0043】

続いて、複数の空間３０が有する境界面３１と、複数の副網線２２との詳細について、図１Ｂを用いて説明する。

【0044】

図１Ｂは、実施の形態１に係る複数の空間３０のうちの１つの空間３０を拡大した斜視図である。

【0045】

本実施の形態に係る複数の空間３０には、複数の空間３０を構成する境界面３１が存在する。境界面３１は、当該境界面３１を含む複数の空間３０において、複数の網線２０に区切られる２次元の領域である。本実施の形態に係る複数の空間３０の形状が立方体形状であるため、本実施の形態に係る複数の空間３０のそれぞれは、６つの境界面３１を含む。境界面３１は、複数の空間３０のうち隣り合う２つの空間３０の境界となる面を含む。また、境界面３１の一部は、３次元網形状造形体１０の最も外側の面である最外面の一部である。上述のように、３次元網形状造形体１０の形状が直方体形状であるため、最外面は、当該直方体形状を構成する６つの面である。また、本実施の形態においては、最外面の１つの面は、構造体１００と載置台２０１とが接する面である。

【0046】

続いて、複数の副網線２２について説明する。

【0047】

本実施の形態に係る複数の副網線２２のそれぞれは、ｘ軸又はｚ軸の内の一方向に向かって直線状に延びている。

【0048】

複数の副網線２２のうちｘ軸方向に延びる線は、複数の主網線２１のうちｘ軸方向に延び、かつ、隣り合う線の中央に位置している。本実施の形態においては、複数の副網線２２のうちｘ軸方向に延びる線は、ｘｙ平面と平行な境界面３１及びｘｚ平面と平行な境界面３１に位置する。

【0049】

複数の副網線２２のうちｚ軸方向に延びる線は、複数の主網線２１のうちｚ軸方向に延び、かつ、隣り合う線の中央に位置している。本実施の形態においては、複数の副網線２２のうちｘ軸方向に延びる線は、ｙｚ平面と平行な境界面３１に位置する。

【0050】

また、境界面３１において、複数の主網線２１と複数の副網線２２とに囲まれる開口部３１ａが存在する。複数の物体４０が複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動するか否かは、開口部３１ａの大きさに依存する。つまり、開口部３１ａがより大きいと、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動しやすくなる。一方で、開口部３１ａがより小さいと、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動しにくくなる。

【0051】

図１Ｂに示すように、本実施の形態においては、開口部３１ａの形状は、長方形である。図１Ｂにおいては、開口部３１ａは、矩形の点線により示されている。また、本実施の形態において、開口部３１ａの短手方向の長さをＸとしたとき、Ｘは、球形状を有する複数の物体４０の直径よりも、短い。本実施の形態に係る複数の網線２０が含む複数の主網線２１と、複数の副網線２２とは、上記のような位置関係で配置されている。

【0052】

従って、本実施の形態においては、複数の物体４０と複数の網線２０とは、複数の物体４０が、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動しないような構成である。

【0053】

これにより、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部に留まることができる。

【0054】

なお、本実施の形態においては、１つの境界面３１に１つの副網線２２が配置されているが、これに限らない。例えば、１つの境界面３１には、２つ以上の副網線２２が配置されてもよい。また、１つの境界面３１に、２つ以上の副網線２２が配置された場合において、２つ以上の副網線２２は、互いに平行である必要はない。２つ以上の副網線２２は、例えば、十字形状又はメッシュ形状に交差する形状であってもよい。

【0055】

本実施の形態に係る構造体１００は、以上のような構成をもつ。ここで、本実施の形態に係る構造体１００の製造方法について説明する。

【0056】

［製造方法］
まず、本実施の形態に係る構造体１００が備える３次元網形状造形体１０の製造方法について、説明する。

【0057】

３次元網形状造形体１０は、３Ｄプリンタ（付加製造技術）を用いて製造することができる。すなわち、３次元網形状造形体１０が有する複数の網線２０は、３Ｄプリンタを用いて製造することができる。３Ｄプリンタは、所望の３次元の製造対象を表す３次元コンピュータデータを使用して、複数の層を積層することによって３次元の製造対象を製造する。３Ｄプリンタを用いた製造方法は、例えば、材料押出法、液槽光重合法、材料噴射法、結合剤噴射法又は粉末床溶融結合法などがある。

【0058】

本実施の形態においては、３次元網形状造形体１０は、材料押出法を用いて製造される。材料押出法は、以下の通りの手順である。

【0059】

まず、フィラメントを溶融することで、フィラメント溶融物が得られる。３次元網形状造形体１０は、このフィラメントによって構成される。つぎに、３次元コンピュータデータに基づいて、フィラメント溶融物は、製造ステージの所定の位置に、ノズルから吐出される。このフィラメント溶融物が吐出される処理が繰り返されることで、フィラメント溶融物の層が積層され、所望の３次元の製造対象が得られる。また、製造後に、水溶性のサポート材料を除去することで、所望の３次元の製造対象が得られてもよい。

【0060】

また、フィラメントは、熱溶融する性質をもてばよく、例えば、熱可塑性樹脂とフィラー（充填剤）とが配合された材料であってもよい。フィラーは、金属粉、木粉又は蓄光材が配合された材料であってもよい。また、フィラーは、樹脂と複合することで、樹脂に新しい特性をもたせることができるため、用途に合わせて選択される。

【0061】

本実施の形態においては、３次元網形状造形体１０及び複数の網線２０は、フィラメントとしてＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ－Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ－Ｓｔｙｒｅｎｅ）系樹脂材料を用いて、製造される。なお、本実施の形態においては、ＡＢＳ系樹脂材料が高い剛性を有する材料であるため、３次元網形状造形体１０は、高い剛性をもつ。

【0062】

続いて、本実施の形態に係る複数の物体４０について、説明する。本実施の形態においては、複数の物体４０は、３次元網形状造形体１０の製造途中で、複数の空間３０に存在するように配置される。すなわち、本実施の形態に係る３次元網形状造形体１０の製造は、層の積層の途中において、一旦停止され、複数の物体４０が配置された後、再度、３次元網形状造形体１０の製造が開始される。

【0063】

以上のような製造方法を用いて、本実施の形態に係る構造体１００は、製造される。

【0064】

ここで、エネルギー供給装置２００が磁場を発生させたときの構造体１００の挙動について説明する。

【0065】

［磁場発生時の挙動］
図２は、図１Ａに示すＩＩ－ＩＩ線での構造体１００の断面図である。図２は、より具体的には、本実施の形態に係るシステム１０００において、エネルギー供給装置２００により磁場が発生し、複数の物体４０に対し磁力Ｍ１が発生したときの、構造体１００の挙動を示す図である。図２の（ａ）は、磁力Ｍ１が発生する前の構造体１００の断面図を示し、図２の（ｂ）は、磁力Ｍ１が発生した後の構造体１００の断面図を示す。また、図２においては、図が煩雑になることを避けるため、エネルギー供給装置２００、載置台２０１及び支持支柱２０２は、図示されない。

【0066】

本実施の形態に係る構造体１００においては、上述のように、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち最もｘ軸正方向側の空間３０に存在する。

【0067】

また、本実施の形態に係る構造体１００は、軸ａを含む。軸ａは、最もｘ軸負方向側、かつ、最もｚ軸負方向側に位置する複数の主網線２１のうちの１つ主網線２１の中心に位置し、ｙ軸方向に延びる直線状の軸である。軸ａは、当該軸ａ自体が固定された位置から移動することができない。このような構成により、本実施の形態に係る構造体１００は、軸ａを中心に回動可能に固定されている。

【0068】

また、本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００は、電磁石を含む装置であって、磁場を発生させる。

【0069】

図２の（ａ）に示されるように、磁場が発生する前、すなわち磁力Ｍ１が発生する前においては、構造体１００は、静止したままである。

【0070】

一方で、図２の（ｂ）に示されるように、磁場が発生した後、すなわち磁力Ｍ１が発生した後においては、構造体１００は、軸ａを回転軸として、回転方向Ｒに従って回転運動をする。この現象は、以下のメカニズムによって説明される。

【0071】

本実施の形態に係る複数の物体４０は、強磁性を示す。そのため、複数の物体４０のそれぞれは、磁場により、磁化される。さらに、複数の物体４０には、エネルギー供給装置２００が含む電磁石に引き寄せられる磁力Ｍ１が発生する。本実施の形態においては、エネルギー供給装置２００は、構造体１００の上方（ｚ軸正方向側）に位置するため、磁力Ｍ１の向きは、ｚ軸正方向である。これにより、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部を移動する。複数の物体４０が移動した結果、複数の物体４０は、複数の網線２０に接触し、複数の網線２０を磁力Ｍ１の向きに押圧する。これにより、構造体１００には、複数の物体４０と同様に、磁力Ｍ１の向きに移動する力が働く。一方で、構造体１００は、軸ａを中心に回動可能に固定されている。そのため、構造体１００は、軸ａを回転軸として、回転方向Ｒに従って回転運動をする。

【0072】

以上のような構成により、構造体１００は、複数の物体４０が移動することで、構造体１００が有する新規な機能を発揮させる。本実施の形態においては、複数の物体４０が移動することで、構造体１００は、回転運動をする。すなわち、本実施の形態においては、新規な機能とは、構造体１００が回転運動する機能である。また、本実施の形態においては、複数の空間３０は、３次元網形状造形体１０が有する複数の網線２０により区切られる領域であり、複数の物体４０は、構造体１００が有する機能に応じて、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０のそれぞれに存在する。すなわち、複数の物体４０は、構造体１００が有する機能に応じて、最適な複数の空間３０に存在する。そのため、構造体１００は、構造体１００が有する機能を最大限に発揮させることができる。

【0073】

また、本実施の形態に係るシステム１０００は、構造体１００と、複数の物体４０にエネルギーを与えることで複数の物体４０を移動させるエネルギー供給装置２００とを備える。

【0074】

これにより、本実施の形態に係るシステム１０００は、容易に複数の物体４０を移動させることができる。そのため、結果、本実施の形態に係る構造体１００は、構造体１００が有する新規な機能を容易に発揮する。

【0075】

本実施の形態においては、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部を移動したが、これに限らない。複数の物体４０は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動してもよい。この場合においても、磁場が発生すると、複数の物体４０は、複数の網線２０に接触し、複数の網線２０を磁力Ｍ１の向きに押圧する。

【0076】

本実施の形態に係る構造体１００は、軸ａを含むが、これに限らない。構造体１００が軸ａを含まない場合、すなわち、構造体１００が回動可能に固定されていない場合、磁力Ｍ１の向きに従って、構造体１００は、移動する。すなわち、この場合において、新規な機能とは、構造体１００が移動するという機能である。

【0077】

本実施の形態においては、１つの空間３０には、１つの物体４０が存在したが、これに限らない。例えば、複数の物体４０は、第１物体と、第２物体とを含み、第１物体と、第２物体とは、複数の空間３０のうち１つの空間３０に存在してもよい。すなわち、１つの空間３０には、２つの物体４０が存在してもよい。また、１つの空間３０には、２つ以上の物体４０が存在してもよい。

【0078】

これにより、構造体１００は、より多くの物体４０を含むことができる。その結果、複数の物体４０が複数の網線２０を磁力Ｍ１の向きに押圧する力が増す。すなわち、構造体１００は、構造体１００が有する新規な機能を発揮しやすくなる。

【0079】

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る構造体１００は、３次元の網形状を構成する複数の網線２０を有する３次元網形状造形体１０を備える。また、本実施の形態に係る構造体１００は、複数の網線２０により区切られる複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０のそれぞれに存在する物体４０を備える。複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部を移動する、及び／又は、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動する移動体である。

【0080】

これにより、構造体１００は、複数の物体４０が移動することで、構造体１００が有する新規な機能を発揮させる。本実施の形態においては、複数の物体４０が移動することで、構造体１００は、回転運動をする。すなわち、本実施の形態においては、新規な機能とは、構造体１００が回転運動する機能である。また、本実施の形態においては、複数の空間３０は、３次元網形状造形体１０が有する複数の網線２０により区切られる領域であり、複数の物体４０は、構造体１００が有する機能に応じて、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０のそれぞれに存在する。すなわち、複数の物体４０は、構造体１００が有する機能に応じて、最適な複数の空間３０に存在する。そのため、構造体１００は、構造体１００が有する機能を最大限に発揮させることができる。

【0081】

また、本実施の形態に係る構造体１００は、複数の物体４０と複数の網線２０とは、複数の物体４０が、複数の空間３０のうち２つ以上の空間３０に亘って移動しないような構成である。

【0082】

これにより、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち１つの空間３０の内部に留まることができる。

【0083】

また、本実施の形態に係る構造体１００において、複数の物体４０は、第１物体と、第２物体とを含み、第１物体と、第２物体とは、複数の空間３０のうち１つの空間３０に存在する。

【0084】

これにより、構造体１００は、より多くの物体４０を含むことができる。その結果、複数の物体４０が複数の網線２０を磁力Ｍ１の向きに押圧する力が増す。すなわち、構造体１００は、構造体１００が有する新規な機能を発揮しやすくなる。

【0085】

また、本実施の形態に係る構造体１００において、複数の物体４０の形状は、球形状である。

【0086】

これにより、複数の物体４０の形状は、角又は突起を有さない。そのため、複数の物体４０は、複数の空間３０の内部での引っ掛かりを抑制し、複数の空間３０の内部を円滑に移動することができる。

【0087】

また、本実施の形態に係るシステム１０００は、上記構造体１００と、複数の物体４０にエネルギーを与えることで複数の物体４０を移動させるエネルギー供給装置２００とを備える。

【0088】

これにより、システム１０００は、容易に複数の物体４０を移動させることができる。そのため、結果、本実施の形態に係る構造体１００は、構造体１００が有する新規な機能を容易に発揮する。

【0089】

（実施の形態２）
実施の形態１においては、複数の物体４０は、複数の空間３０のうち一部の空間３０に存在する構成を示したが、これに限らない。実施の形態２においては、複数の物体４０Ａが複数の空間３０Ａのすべての空間３０Ａに存在する点が、実施の形態１とは異なる。なお、実施の形態２では、実施の形態１と共通の構成要素については、その詳細な説明を省略する。

【0090】

［構成］
まず、本実施の形態に係るシステム１０００Ａの構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態２に係るシステム１０００Ａの概略図である。

【0091】

本実施の形態に係るシステム１０００Ａは、構造体１００Ａと、エネルギー供給装置２００Ａとを備えるシステムである。また、本実施の形態に係るシステム１０００Ａは、構造体１００Ａが載置される載置台２０１Ａを備える。構造体１００Ａは、３次元網形状造形体１０Ａと、移動体である複数の物体４０Ａとを備える。また、エネルギー供給装置２００Ａは、複数の物体４０Ａにエネルギーを与えることで複数の物体４０Ａを移動させる装置である。本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００Ａは、実施の形態１と同じく、電磁石を含む装置であり、構造体１００Ａよりｘ軸負方向側に設けられる。

【0092】

例えば、システム１０００Ａは、エネルギー供給装置２００Ａが複数の物体４０Ａにエネルギーを与え、複数の物体４０Ａが移動することで、構造体１００Ａが有する新規な機能を発揮させるシステムである。本実施の形態においては、システム１０００Ａは、エネルギー供給装置２００Ａが複数の物体４０Ａにエネルギーを与え、複数の物体４０Ａが移動することで、構造体１００Ａが有する特性を制御するシステムである。すなわち、システム１０００Ａは、複数の物体４０Ａが移動することで、構造体１００Ａが有する光学特性、電気伝導特性、熱伝導特性、又は、流体抵抗特性のうち１つ以上の特性を制御する。本実施の形態においては、システム１０００Ａは、構造体１００Ａが有する光学特性を制御するシステムである。

【0093】

また、３次元網形状造形体１０Ａは、複数の網線２０Ａを有する。複数の網線２０Ａは、複数の主網線２１Ａと、複数の副網線２２Ａとを含む。複数の空間３０Ａは、複数の網線２０Ａにより区切られる領域である。なお、３次元網形状造形体１０Ａ、複数の網線２０Ａ、複数の空間３０Ａと、複数の主網線２１Ａと、複数の副網線２２Ａと、複数の空間３０Ａとは、実施の形態１と同じ構成である。

【0094】

本実施の形態に係る構造体１００Ａは、実施の形態１に示す構造体１００とは異なり、軸ａを有さず、所定の位置に固定されている。

【0095】

本実施の形態においては、複数の物体４０Ａは、複数の空間３０Ａのすべての空間３０Ａに存在する。つまり、複数の空間３０Ａうちのすべての空間３０Ａのそれぞれに、１つ以上の物体４０Ａが存在する。

【0096】

複数の物体４０Ａは、光を制御する特性を示してもよい。例えば、複数の物体４０Ａは、光を吸収、反射又は透過させる特性を示してもよい。さらに、複数の物体４０Ａは、このような光を制御する特性と、さらに、実施の形態１で示したような強磁性とを示してもよい。そのため、複数の物体４０Ａは、異なる２つ以上の材料を含んでもよい。

【0097】

本実施の形態に係る複数の物体４０Ａは、コアシェル構造により構成される。コアシェル構造とは、２つ以上の材料を含む構造であって、１つの材料が核（コア）を形成し、他方の材料がコアの周囲を取り囲んだ層（シェル）を形成する構造である。本実施の形態においては、複数の物体４０Ａのコアは、実施の形態１と同じく、鉄を含み、複数の物体４０Ａのシェルは、光吸収率が高い材料を含む。より具体的には、複数の物体４０Ａのシェルは、可視光吸収率が高い黒色の材料を含む。黒色の材料とは、例えば、カーボンブラックなどである。このような構成により、複数の物体４０Ａは、強磁性を示し、さらに、可視光を吸収する。なお、黒色の材料は、カーボンブラックに限らず、黒色の顔料又は黒色の染料であってもよく、例えば、金属酸化物でもよい。

【0098】

次に、エネルギー供給装置２００Ａが磁場を発生させたときの構造体１００Ａの挙動について説明する。

【0099】

［磁場発生時の挙動］
図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ線での構造体１００Ａの断面図である。図４は、より具体的には、本実施の形態に係るシステム１０００Ａにおいて、エネルギー供給装置２００Ａにより磁場が発生し、複数の物体４０Ａに対し磁力Ｍ２が発生したときの、構造体１００Ａの挙動を示す図である。図４の（ａ）は、磁力Ｍ２が発生する前の構造体１００Ａの断面図を示し、図４の（ｂ）は、磁力Ｍ２が発生した後の構造体１００Ａの断面図を示す。また、図４においては、図が煩雑になることを避けるため、エネルギー供給装置２００Ａ及び載置台２０１Ａは、図示されない。

【0100】

本実施の形態に係るエネルギー供給装置２００Ａは、実施の形態１と同じく、電磁石を含む装置であって、磁場を発生させる。

【0101】

図４の（ａ）に示されるように、磁場が発生する前、すなわち磁力Ｍ２が発生する前において、複数の物体４０Ａは、複数の空間３０Ａのそれぞれに、ランダムな位置に存在している。

【0102】

ここで、構造体１００Ａに光Ｌが照射されたとする。光Ｌは、ｚ軸負方向に直進する光であって、可視光領域の波長によって構成される白色の光である。上述のように、本実施の形態に係る複数の物体４０Ａは、可視光を吸収する。そのため、光Ｌのうち複数の物体４０Ａに入射した光は、複数の物体４０Ａにより吸収され、消光する。従って、光Ｌのうち複数の物体４０Ａに入射した光は、構造体１００Ａを透過することが出来ない。つまり、磁場が発生する前の構造体１００Ａの光透過率は、低い。

【0103】

一方で、図４の（ｂ）に示されるように、磁場が発生した後、すなわち磁力Ｍ２が発生した後においては、構造体１００Ａは、より多くの光Ｌを透過させる。つまり、磁場が発生した後の構造体１００Ａの光透過率は、高い。この現象は、以下のメカニズムによって説明される。

【0104】

本実施の形態に係る複数の物体４０Ａは、強磁性を示す。そのため、複数の物体４０Ａは、磁場により、磁化される。さらに、複数の物体４０Ａには、エネルギー供給装置２００Ａが含む電磁石に引き寄せられる磁力Ｍ２が発生する。本実施の形態においては、エネルギー供給装置２００Ａは、構造体１００Ａのｘ軸負方向側に位置するため、磁力Ｍ２の向きは、ｘ軸負方向である。これにより、複数の物体４０Ａは、複数の空間３０Ａのうち１つの空間３０Ａの内部を移動する。複数の物体４０Ａが移動した結果、複数の物体４０Ａは、複数の空間３０Ａのそれぞれにおいて、ｘ軸負方向側に位置する。

【0105】

これにより、光Ｌの進行方向（ｚ軸負方向）に構造体１００Ａを見たとき、複数の物体４０Ａは、重なるように位置する。従って、磁力Ｍ２が発生することで（すなわち、図４の（ａ）から図４の（ｂ）へ変化することで）、光Ｌのうち複数の物体４０Ａに入射する光は、減少する。つまり、磁力Ｍ２が発生した後の構造体１００Ａの光透過率は、高い。すなわち、本実施の形態に係るシステム１０００Ａは、光の透過率を制御する光透過率制御素子として利用することができる。

【0106】

以上のような構成により、構造体１００Ａは、複数の物体４０Ａが移動することで、構造体１００Ａが有する新規な機能を発揮する。本実施の形態においては、複数の物体４０Ａが移動することで、構造体１００Ａが有する光学特性の一つである光透過特性を制御することができる。すなわち、本実施の形態においては、新規な機能とは、構造体１００Ａの光透過特性を制御する機能である。また、このような構造体１００Ａを備えるシステム１０００Ａは、光の透過率を制御する光透過率制御素子として利用することができる。

【0107】

本実施の形態においては、複数の物体４０は、複数の空間３０Ａのすべての空間３０Ａに存在する。

【0108】

これにより、構造体１００Ａは、より多くの物体４０Ａを含むことができる。そのため、磁場の発生前において、より多くの光Ｌが、複数の物体４０Ａに吸収され、消光する。すなわち、磁場が発生する前の構造体１００Ａの光透過率をより低下させることができる。従って、構造体１００Ａが有する光学特性の一つである光透過特性をより容易に制御することができる。

【0109】

また、本実施の形態において、第１方向と第２方向と第３方向とを、それぞれ互いに直交する方向としたとき、複数の空間３０Ａは、第１方向と第２方向と第３方向とに沿って設けられる。本実施の形態においては、例えば、ｘ軸方向が第１方向であり、ｙ軸方向が第２方向であり、ｚ軸方向が第３方向である。本実施の形態に係る複数の空間３０Ａは、より具体的には、ｘ軸方向に３つ、ｙ軸方向に２つ、ｚ軸方向に２つ並べられており、実施の形態１と同じ構成である。

【0110】

これにより、構造体１００Ａにおける複数の空間３０Ａを、第１方向、第２方向及び第３方向に重なるように配置することができる。よって、構造体１００Ａは、より多くの物体４０Ａを含むことができる。そのため、磁場の発生前において、より多くの光Ｌが、複数の物体４０Ａに吸収され、消光する。すなわち、磁場が発生する前の構造体１００Ａの光透過率をより低下させることができる。従って、構造体１００Ａが有する光学特性の一つである光透過特性をより容易に制御することができる。

【0111】

（実施の形態３）
実施の形態１及び２において、システム１０００及び１０００Ａは、エネルギー供給装置２００及び２００Ａによって、複数の物体４０及び４０Ａにエネルギーが与えられたが、これに限らない。また、実施の形態３においては、３次元網形状造形体１０Ｂは、弾性変形する弾性体である点が、実施の形態１及び２とは異なる。さらに、実施の形態３においては、構造体１００Ｂは、隔壁３２Ｂを備える点が、実施の形態１及び実施の形態２とは異なる。なお、実施の形態３では、実施の形態１及び２と共通の構成要素については、その詳細な説明を省略する。

【0112】

［構成］
まず、本実施の形態に係る構造物３００Ｂの構成について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。

【0113】

図５Ａは、実施の形態３に係る構造物３００Ｂの概略図である。構造物３００Ｂは、複数の物体４０Ｂが複数の空間３０Ｂ内を移動することで、構造体１００Ｂが有する光学特性、電気伝導特性、熱伝導特性、又は、流体抵抗特性のうち１つ以上の特性を制御する装置である。

【0114】

本実施の形態に係る構造物３００Ｂは、構造体１００Ｂと、接点５０とを備える装置である。接点５０は、互いに一対となる接点５１と、接点５２とを含む。本実施の形態において、構造物３００Ｂは、構造体１００Ｂが有する電気伝導特性を制御する電子機器である。

【0115】

本実施の形態に係る構造物３００Ｂは、互いに一対となる接点５１と接点５２との間に電流が流れることをセンシングするセンサーとして利用することができる。なお、本実施の形態においては、構造物３００Ｂを挟んで正面に相対する接点５１と接点５２との組み合わせが互いに一対となっている。すなわち、本実施の形態においては、接点５１と接点５２との組み合わせが３つ存在している。

【0116】

そのため、互いに一対となる接点５１及び接点５２は、電圧を印加するための電源装置及び電流値を計測するための電流計測装置と電気的に接続されている。しかしながら、図５Ａにおいては、図が煩雑になることを避けるため、電源装置及び電流計測装置は、図示されない。

【0117】

また、構造体１００Ｂは、３次元網形状造形体１０Ｂと、移動体である複数の物体４０Ｂと、複数の物体４０Ｂの移動を抑制する隔壁３２Ｂとを備える。３次元網形状造形体１０Ｂは、複数の網線２０Ｂを有する。複数の網線２０Ｂは、複数の主網線２１Ｂと、複数の副網線２２Ｂとを含む。複数の空間３０Ｂは、複数の網線２０Ｂにより区切られる領域である。

【0118】

まずは、本実施の形態に係る隔壁３２Ｂと、複数の物体４０Ｂとについて説明する。

【0119】

上述のように、本実施の形態に係る構造体１００Ｂは、複数の物体４０Ｂの移動を抑制する隔壁３２Ｂを備える。隔壁３２Ｂは、境界面に設けられる。また、隔壁３２Ｂは、最外面のうち１つ以上の面全体に設けられる。すなわち、本実施の形態においては、隔壁３２Ｂは、複数の空間３０Ｂのうち隣り合う２つの空間３０Ｂの境界となる面、及び、最外面のうち１つ以上の面全体に設けられる。また本実施の形態に係る隔壁３２Ｂは、複数の空間３０Ｂのうち隣り合う２つの空間３０Ｂの境界となる面に設けられる隔壁３２Ｂａと、最外面のうち１つ以上の面全体に設けられる隔壁３２Ｂｂとを含む。

【0120】

このように隔壁３２Ｂが設けられることで、複数の物体４０Ｂが複数の空間３０Ｂのうち２つ以上の空間３０Ｂに亘って移動することを抑制する。従って、複数の物体４０Ｂは、複数の空間３０Ｂのうち１つの空間３０Ｂの内部に留まることができる。さらに、複数の物体４０Ｂが３次元網形状造形体１０Ｂの外部に漏出することを抑制することができる。

【0121】

本実施の形態に係る複数の物体４０Ｂは、高い電気伝導率を示す材料を含む。より具体的には、複数の物体４０Ｂの表面は、高い電気伝導率を示す材料である銅により覆われている。そのため、複数の物体４０Ｂは、高い電気伝導特性を示す。複数の物体４０Ｂのそれぞれが互いに接触することで、電気伝導のための経路が発生する。また、複数の物体４０Ｂは、実施の形態２と同じく、複数の空間３０Ｂのすべての空間３０Ｂに存在する。

【0122】

なお、本実施の形態に係る複数の物体４０Ｂの形状は、実施の形態１及び２と同じく、球形状であって、複数の物体４０Ｂの直径は、立方体形状である複数の空間３０Ｂの一辺よりも小さい。

【0123】

続いて、複数の網線２０Ｂを有する３次元網形状造形体１０Ｂの詳細について、図５Ｂを用いて説明する。

【0124】

図５Ｂは、実施の形態３に係る複数の空間３０Ｂのうちの１つの空間３０Ｂを拡大した斜視図である。より具体的には、図５Ｂは、複数の空間３０Ｂのうち最もｘ軸正方向側に位置する空間３０Ｂを拡大した斜視図である。そのため、図５Ｂに示す複数の空間３０Ｂの１つにおいて、ｘ軸正方向側に隔壁３２Ｂｂと、ｘ軸負方向側に３２Ｂａとが設けられている。

【0125】

本実施の形態に係る３次元網形状造形体１０Ｂは、弾性を示すエラストマー材料により構成されている。すなわち、本実施の形態に係る複数の網線２０Ｂは、弾性を示すエラストマー材料により構成されている。本実施の形態においては、複数の網線２０Ｂは、熱可塑性ポリウレタン系樹脂材料により構成されている。しかしながら、複数の網線２０Ｂを構成する材料は、上記に限られるものではない。

【0126】

なお、隔壁３２Ｂは、複数の網線２０Ｂと同じ材料又は異なる材料により構成されてもよい。本実施の形態においては、隔壁３２Ｂは、複数の網線２０Ｂと同じ材料により構成されている。

【0127】

このように構成された複数の網線２０Ｂを有する３次元網形状造形体１０Ｂは、弾性変形する弾性体である。弾性体は、力を与えられることで弾性体自身の形状を変化させ、力を取り除くことで元の弾性体自身の形状に復元する性質をもつ。また、３次元網形状造形体１０Ｂが弾性変形することで、構造体１００Ｂ及び複数の空間３０Ｂは、同様に、変形する。

【0128】

本実施の形態に係る複数の網線２０Ｂは、線の太さがより太い複数の主網線２１Ｂと、線の太さがより細い複数の副網線２２Ｂとを含む。複数の主網線２１Ｂのうちｙ軸方向及びｚ軸方向に延びる線は、隔壁３２Ｂと一体化している。また、複数の副網線２２Ｂのうちｚ軸方向に延びる線も、同様に、隔壁３２Ｂと一体化している。

【0129】

次に、構造物３００Ｂに、力Ｐが与えられたときの構造物３００Ｂの挙動について説明する。

【0130】

［力Ｐ発生時の挙動］
図６は、図５Ａに示す構造物３００Ｂの正面図である。より具体的には、図６は、図５Ａに示す構造物３００Ｂをｙ軸負方向に見た正面図である。図６の（ａ）は、力Ｐが発生する前の構造物３００Ｂの正面図を示し、図６の（ｂ）は、力Ｐが発生した後の構造物３００Ｂの正面図を示す。

【0131】

本実施の形態に係る構造物３００Ｂには、外部から押圧する力Ｐが与えられる。本実施の形態においては、力Ｐの向きは、構造物３００Ｂを挟み込む方向に発生する。すなわち、力Ｐの向きは、構造物３００Ｂの上面（ｚ軸正方向側面）に対してｚ軸負方向と構造物３００Ｂの下面（ｚ軸負方向側面）に対してｚ軸正方向に向かう方向である。

【0132】

上述のように、複数の物体４０Ｂの直径が立方体形状である複数の空間３０Ｂの一辺よりも小さい。これにより、図６の（ａ）に示されるように、力Ｐが発生する前において、複数の物体４０Ｂのそれぞれは、互いに接触していない。そのため、互いに一対となる接点５１と接点５２との間の電気抵抗値は非常に高く、互いに一対となる接点５１と接点５２との間に電流が流れることはない。

【0133】

一方で、図６の（ｂ）に示されるように、力Ｐが発生した後においては、複数の物体４０Ｂのそれぞれは、互いに接触し、また、複数の物体４０Ｂは、接点５１及び接点５２とも接触している。これにより、互いに一対となる接点５１と接点５２との間には、電流が流れる。この現象は、以下のメカニズムによって説明される。

【0134】

本実施の形態に係る３次元網形状造形体１０Ｂは、弾性変形する弾性体である。そのため、構造体１００Ｂは、力Ｐの向きに従って弾性変形し、その結果、複数の空間３０Ｂの形状が変形する。すなわち複数の空間３０Ｂの体積が小さくなるように、複数の空間３０Ｂの形状が変形する。

【0135】

複数の物体４０Ｂは、複数の空間３０Ｂの変形に伴い、複数の空間３０Ｂのうち１つの空間３０Ｂにおける位置が変化する。すなわち、複数の物体４０Ｂは、複数の空間３０Ｂの変形に伴い、複数の空間３０Ｂのうち１つの空間３０Ｂの内部を移動する。複数の物体４０Ｂが移動した結果、複数の物体４０Ｂのそれぞれが互いに接触する。また、複数の物体４０Ｂは、接点５１及び接点５２とも接触している。上述のように、実施の形態に係る複数の物体４０Ｂの表面は、高い電気伝導率を示す銅により覆われているため、電気伝導のための経路が発生する。つまり、互いに一対となる接点５１と接点５２との間の電気抵抗値は非常に低く、互いに一対となる接点５１と接点５２との間に電流が流れる。すなわち、構造体１００Ｂを有する構造物３００Ｂは、圧力センサーとして利用可能である。

【0136】

なお、さらに、力Ｐが取り除かれると、３次元網形状造形体１０Ｂが弾性変形し、構造物３００Ｂは、図６の（ａ）に示される複数の物体４０Ｂのそれぞれが互いに接触していない状態へと戻る。すなわち、力Ｐの有無によって、互いに一対となる接点５１と接点５２との間に電流が流れるか否かを制御できる。このため、構造物３００Ｂは、スイッチング素子としても利用可能である。

【0137】

以上まとめると、本実施の形態に係る構造物３００Ｂは、構造体１００Ｂを備える。

【0138】

これにより、構造物３００Ｂは、複数の物体４０Ｂが移動することで、構造体１００Ｂが有する新規な機能を発揮することができる。

【0139】

また、構造物３００Ｂは、複数の物体４０Ｂが移動することで、構造体１００Ｂが有する光学特性、電気伝導特性、熱伝導特性、又は、流体抵抗特性のうち１つ以上の特性を制御する。本実施の形態において、構造物３００Ｂは、構造体１００Ｂが有する電気伝導特性を制御する。すなわち、本実施の形態に係る構造体１００Ｂが有する新規な機能とは、構造体１００Ｂの電気伝導特性を制御する機能である。

【0140】

これにより、構造物３００Ｂは、電流が流れることをセンシングするセンサーとして利用することができる。また、構造物３００Ｂは、スイッチング素子としても利用可能である。一方で、構造物３００Ｂは、制御する特性を変更することで、上記のセンサー及びスイッチング素子とは異なる用途に利用することができる。

【0141】

また、本実施の形態に係る構造物３００Ｂは、電子機器である。

【0142】

これにより、構造物３００Ｂは、他の装置へ組み込むことが容易な電気的な機器として利用することができる。

【0143】

また、本実施の形態に係る３次元網形状造形体１０Ｂは、弾性変形する弾性体である。

【0144】

これにより、３次元網形状造形体１０Ｂに力Ｐが与えられることで、３次元網形状造形体１０Ｂの形状が変化し、複数の物体４０Ｂを移動させることが容易になる。

【0145】

また、上述のように本実施の形態に係る構造体１００Ｂは、複数の物体４０Ｂの移動を抑制する隔壁３２Ｂを備え、隔壁３２Ｂは、複数の空間３０Ｂを構成する境界面に設けられる。

【0146】

さらに、本実施の形態に係る構造体１００Ｂにおいては、境界面の一部は、３次元網形状造形体１０Ｂの最も外側の面である最外面の一部であり、隔壁３２Ｂは、最外面のうち１つ以上の面全体に設けられる。

【0147】

これにより、複数の物体４０Ｂが複数の空間３０Ｂのうち２つ以上の空間３０Ｂに亘って移動することを抑制する。さらに、従って、複数の物体４０Ｂは、複数の空間３０Ｂのうち１つの空間３０Ｂの内部に留まることができる。さらに、複数の物体４０Ｂが３次元網形状造形体１０Ｂの外部に漏出することを抑制することができる。また、本実施の形態で示されるように、３次元網形状造形体１０Ｂが弾性体である場合、構造体１００Ｂが隔壁３２Ｂを備えることで、力Ｐによる構造体１００Ｂの破壊を抑制することができる。

【0148】

（実施の形態３の変形例）
ここで、実施の形態３の変形例について説明する。なお、本変形例においては、実施の形態３と共通の構成要素については、その詳細な説明を省略する。

【0149】

実施の形態３において、複数の物体４０Ｂの直径は、立方体形状である複数の空間３０Ｂの一辺よりも小さい構成を示したが、これに限らない。本変形例においては、複数の物体４０Ｂの直径は、立方体形状である複数の空間３０Ｂの一辺よりも大きい。

【0150】

すなわち、本変形例においては、複数の空間３０Ｂのうち異なる空間３０Ｂのそれぞれに存在する複数の物体４０Ｂどうしは、接触している。つまりは、構造物３００Ｂに、外部から押圧する力Ｐが与えられない場合においても、複数の物体４０Ｂのそれぞれは、予め、互いに接触し、互いに一対となる接点５１と接点５２との間に電流が流れる。

【0151】

また、本変形例においては、力Ｐの向きは、構造物３００Ｂを引き延ばす方向に発生する。すなわち、力Ｐの向きは、構造物３００Ｂの上面（ｚ軸正方向側面）に対してｚ軸正方向と構造物３００Ｂの下面（ｚ軸負方向側面）に対してｚ軸負方向に向かう方向である。

【0152】

本変形例においては、構造物３００Ｂに力Ｐが与えられると、構造体１００Ｂは、力Ｐの向きに従って弾性変形し、その結果、複数の空間３０Ｂの形状が変形する。すなわち複数の空間３０Ｂの体積が大きくなるように、複数の空間３０Ｂの形状が変形する。

【0153】

複数の物体４０Ｂは、複数の空間３０Ｂの変形に伴い、複数の空間３０Ｂのうち１つの空間３０Ｂにおける位置が変化する。すなわち、複数の物体４０Ｂは、複数の空間３０Ｂの変形に伴い、複数の空間３０Ｂのうち１つの空間３０Ｂの内部を移動する。複数の物体４０Ｂが移動した結果、複数の物体４０Ｂのそれぞれが互いに接触しなくなる。そのため、互いに一対となる接点５１と接点５２との間の電気抵抗値は非常に高く、互いに一対となる接点５１と接点５２との間に電流が流れることはない。すなわち、本変形例に係る構造体１００Ｂを有する構造物３００Ｂは、圧力センサーとして利用可能である。

【0154】

以上まとめると、本変形例に係る構造物３００Ｂにおいて、複数の空間３０Ｂのうち異なる空間３０Ｂのそれぞれに存在する複数の物体４０Ｂどうしは、接触している。

【0155】

これにより、複数の物体４０Ｂが移動することで、複数の物体４０Ｂどうしが接触するか否かを制御することが可能となるため、構造体１００Ｂが有する新規な機能を発揮することができる。

【0156】

（その他）
以上、本発明に係る構造体、システム及び構造物について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

【0157】

実施の形態においては、複数の網線は、線の太さがより太い複数の主網線と、線の太さがより細い複数の副網線とを含むが、これに限らない。複数の網線のすべては、同じ線の太さであってもよく、すなわち、主網線と副網線とは、同一の線であってもよい。複数の網線の断面形状は、どのような形状であってもよい。例えば、複数の網線の断面形状は、円形状又は多角形状であってもよい。さらに、複数の網線の断面形状は、円形状又は多角形状に突起が設けられた形状（例えば星形形状又は歯車形状など）であってもよい。特に、突起が設けられた形状である場合、複数の物体の移動を抑制することが容易になる。

【0158】

また、実施の形態においては、複数の網線が含む複数の主網線及び複数の副網線は、ｘ軸、ｙ軸又はｚ軸方向に延びる線であったが、これに限らない。例えば、複数の主網線及び複数の副網線は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向のいずれの方向とも平行でない線であってもよい。すなわち、複数の主網線及び複数の副網線は、任意の方向に延びる線であってもよい。

【0159】

なお、実施の形態１及び２においては、３次元網形状造形体が高い剛性を示す構成を示したが、これに限らない。例えば、実施の形態１における３次元網形状造形体は、実施の形態３と同じく、弾性変形する弾性体であってもよい。さらに、実施の形態１における３次元網形状造形体は、３次元網形状造形体の一部分が高い剛性を示し、３次元網形状造形体のその他の一部分が弾性体であってもよい。つまり、３次元網形状造形体が有する複数の網線の一部分が高い剛性を示し、複数の網線のその他の一部分が弾性体であってもよい。このような、剛性が高い一部分と弾性体である一部分とを組み合わせた３次元網形状造形体である場合、実施の形態１に示す磁場が発生すると、構造体は、弾性体である部分だけを弾性変形させる機能を発揮することができる。

【0160】

また、実施の形態においては、境界面及び最外面は、平面だが、曲面であってもよい。

【0161】

実施の形態１及び２においては、エネルギー供給装置は、電磁石を含む装置であって、磁場を発生させたが、これに限らない。エネルギー供給装置は、熱エネルギー、光エネルギー、化学エネルギー又は力学的エネルギーなどを発生させてもよく、これらを組み合わせて発生させてもよい。

【0162】

また、実施の形態１及び２においては、複数の物体は、エネルギー供給装置が発生させるエネルギーを与えられることで移動したが、これに限らない。例えば、構造体を水平に対して傾けることで、複数の物体が重力に従って移動してもよい。

【0163】

なお、実施の形態１、２及び３においては、複数の物体は、鉄又は銅が用いられたがこれに限らない。複数の物体は、当該複数の物体を移動させるエネルギーによって選択されてもよい。

【0164】

また、複数の物体のそれぞれは、異なる材料により構成されてもよい。つまり、例えば、複数の物体のうち１つの物体は、第１材料を含み、当該１つの物体とは異なる１つの物体は、第１材料とは異なる第２材料を含んでもよい。具体的には、複数の物体のうち１つの物体は、実施の形態１と同じく、鉄を含み、当該１つの物体とは異なる１つの物体は、コバルトを含んでもよい。

【0165】

実施の形態２において、光吸収率が高い材料の種類は、光Ｌが含む波長によって、選択される。例えば、光Ｌが赤外光である場合、光吸収率が高い材料は、赤外光を吸収する材料から選択される。また、例えば、光Ｌが紫外光である場合、光吸収率が高い材料は、紫外光を吸収する材料から選択される。

【0166】

実施の形態２においては、構造体が有する光学特性の一つである光透過特性が制御される構成が示されたが、これに限らない。例えば、光反射特性又は光散乱特性が制御されてもよい。

【0167】

実施の形態３においては、構造体が有する電気伝導特性が制御される構成が示されたが、これに限らない。例えば、熱伝導特性が制御されてもよい。この場合、複数の物体が高い熱伝導性を示す材料を含んでもよい。高い熱伝導性を示す材料とは、例えば、金属材料などを用いることができる。これにより、複数の物体のそれぞれが互いに接触すると、熱伝導のための経路が発生する。

【0168】

構造体が有する特性のうち流体抵抗特性を制御する場合について説明する。流体とは、例えば、水である。このような場合は、例えば、開口部の形状が円形状であり、複数の物体の形状が球形状であり、かつ、複数の物体の直径が開口部の円形状の直径より大きい構成が用いられる。これにより、複数の物体が開口部を覆う場合は、流体は、開口部を通じて、複数の空間のうち２つ以上の空間に亘って移動することができない。一方で、複数の物体が移動し、複数の物体が開口部を覆わない場合は、流体は、複数の空間のうち２つ以上の空間に亘って移動することができる。このように、複数の物体の移動により、複数の物体が開口部を覆うか否かを切替えることができるため、構造体が有する流体抵抗特性を制御することができる。

【0169】

なお、構造体は、複数の物体が複数の空間内を移動することで、音を発してもよい。複数の物体が移動した結果、複数の物体が複数の網線と接触することで、構造体が音を発してもよい。これにより、複数の物体が移動したことは、音によって認識される。

【0170】

また、実施の形態においては、３次元網形状造形体及び複数の網線は、ＡＢＳ系樹脂材料又は熱可塑性ポリウレタン系樹脂材料により構成されたが、これに限らない。例えば、３次元網形状造形体及び複数の網線は、ナイロン系樹脂材料、ＰＬＡ（Ｐｏｌｙ－ＬａｃｔｉｃＡｃｉｄ）系樹脂材料、ポリカーボネート系樹脂材料、ポリカーボネート／ＡＢＳアロイ系樹脂材料、ＰＰＳＦ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌＳｕｌｆｏｎｅ）／ＰＰＳＵ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌＳｕｌｆｏｎｅ）系樹脂材料、ＡＳＡ（ａｃｒｙｌａｔｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ－ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）系樹脂材料、ＰＥＥＫ（ＰｏｌｙＥｔｈｅｒＥｔｈｅｒＫｅｔｏｎｅ）系樹脂材料、ＰＥＩ（ＰｏｌｙＥｔｈｅｒＩｍｉｄｅ）系樹脂材料、エポキシ系樹脂材料、ポリプロピレン系樹脂材料、塩化ビニル系樹脂材料、テフロン（登録商標）系樹脂材料又はポリエチレンテレフタレート系樹脂材料などの材料により構成されてもよい。また、上記の材料に限られず、３次元網形状造形体及び複数の網線は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックなどの材料により構成されてもよい。構造体の用途によって、３次元網形状造形体及び複数の網線を構成する材料は、選択される。

【0171】

実施の形態１で示したように、３次元網形状造形体は、材料押出法により製造された。しかしながら、これに限らない。例えば、３次元網形状造形体は、液槽光重合法により製造することができる。

【0172】

液槽光重合法は、次の通りの手順である。３次元網形状造形体を構成する材料は、流動性を有する。３次元網形状造形体を構成する材料が、所望の３次元の製造対象となるように、所定の刺激に暴露されることで、３次元網形状造形体を構成する材料は、硬化された層となる。硬化された層が積層されることで、所望の３次元の製造対象を得る。例えば、３次元網形状造形体を構成する材料は、紫外線硬化樹脂を用いることができ、所定の刺激は、紫外線を用いることができる。

【0173】

また、実施の形態においては、複数の物体が３次元網形状造形体の製造途中で複数の空間に存在するように配置されることで、構造体は製造されたが、これに限らない。例えば、実施の形態３に示すように、３次元網形状造形体が弾性変形する弾性体である場合、複数の物体は、３次元網形状造形体の製造後に開口部の形状を弾性変形させることで、開口部から挿入されてもよい。さらに、複数の物体は、３次元網形状造形体と同じく３Ｄプリンタによって、材料押出法を用いて製造することができる。この場合、複数の物体及び３次元網形状造形体が同じ材料により構成される場合、同一材料のフィラメントを用いることができる。一方、複数の物体及び３次元網形状造形体が異なる材料により構成される場合、それぞれ異なる材料のフィラメントを用いることができる。また、複数の物体の製造には、３次元網形状造形体と同じく液槽光重合法、材料噴射法、結合剤噴射法又は粉末床溶融結合法などを用いることができる。

【0174】

なお、実施の形態１及び２においては、構造体は、載置台に載置されたが、これに限らない。構造体は、エネルギー供給装置から供給されるエネルギーを受け取ることができれば、どのような方法で設置されてもよい。また、システムは、載置台及び支持支柱を備えていなくてもよい。

【0175】

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0176】

１０ ３次元網形状造形体
２０ 網線
３０ 空間
３１ 境界面
３２Ｂ 隔壁
４０ 物体
１００ 構造体
２００ エネルギー供給装置
３００Ｂ 構造物
１０００ システム

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】