特許 7593287 三次元造形物とその製造方法

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】三次元造形物とその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/10 20170101AFI20241126BHJP

   B65D 6/24 20060101ALI20241126BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20241126BHJP

   B33Y 40/20 20200101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B29C64/10

B65D6/24 F

B33Y80/00

B33Y40/20

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021169243

(22)【出願日】2021-10-15

(65)【公開番号】P2023059322

(43)【公開日】2023-04-27

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(74)【代理人】

【氏名又は名称】田渕 経雄

(74)【代理人】

【氏名又は名称】田渕 智雄

(72)【発明者】

【氏名】大野 友浩

(72)【発明者】

【氏名】大窪 夢美

(72)【発明者】

【氏名】圓山 裕人

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１６２３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２３９３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／１０

Ｂ６５Ｄ ６／２４

Ｂ３３Ｙ ８０／００

Ｂ３３Ｙ ４０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層造形によって製造される三次元造形物であって、
複数の分割体と、
前記複数の分割体における互いに隣り合う位置にある２つの分割体同士を屈曲可能に連結するヒンジ構造と、
嵌合雄部と該嵌合雄部が嵌合可能な嵌合雌部を有する嵌合構造と、
を有しており、
前記ヒンジ構造により、折畳位置と該折畳位置から組立てられる組立位置とに変位可能とされており、
前記嵌合雄部が前記嵌合雌部に嵌合することにより、前記組立位置にあるときに該組立位置に保持され、
前記ヒンジ構造は、該ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の一方に一体に形成される第１ヒンジ要素と、該ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の他方に一体に形成され前記第１ヒンジ要素と回動可能に連結される第２ヒンジ要素と、を有し、
前記嵌合雄部は、前記第１ヒンジ要素に形成されており、前記嵌合雌部は、前記第２ヒンジ要素に形成されている、
三次元造形物。

【請求項2】

積層造形によって製造される三次元造形物であって、
複数の分割体と、
前記複数の分割体における互いに隣り合う位置にある２つの分割体同士を屈曲可能に連結するヒンジ構造と、
嵌合雄部と該嵌合雄部が嵌合可能な嵌合雌部を有する嵌合構造と、
を有しており、
前記ヒンジ構造により、折畳位置と該折畳位置から組立てられる組立位置とに変位可能とされており、
前記嵌合雄部が前記嵌合雌部に嵌合することにより、前記組立位置にあるときに該組立位置に保持され、
前記三次元造形物は、製品であり、前記組立位置にあるとき、内側に空洞を形成するような形状となっており、
前記折畳位置にあるとき、前記組立位置にあるときに比べて、前記空洞の容積が小となっている、
三次元造形物。

【請求項3】

積層造形によって製造される三次元造形物であって、
複数の分割体と、
前記複数の分割体における互いに隣り合う位置にある２つの分割体同士を屈曲可能に連結するヒンジ構造と、
嵌合雄部と該嵌合雄部が嵌合可能な嵌合雌部を有する嵌合構造と、
を有しており、
前記ヒンジ構造により、折畳位置と該折畳位置から組立てられる組立位置とに変位可能とされており、
前記嵌合雄部が前記嵌合雌部に嵌合することにより、前記組立位置にあるときに該組立位置に保持され、
前記三次元造形物は、互いに隣り合う位置にある２つの前記三次元造形物同士が連結されることで製品となる半製品である、
三次元造形物。

【請求項4】

互いに隣り合う位置にある前記２つの三次元造形物は、該２つの三次元造形物の一方に形成される嵌合突起を、該２つの三次元造形物の他方に形成される嵌合受け部に嵌合させることで連結される、請求項３記載の三次元造形物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層造形によって製造される三次元造形物とその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１７－１４９２６８号公報は、３Ｄプリンタを用いて車両の部品を製造する技術を開示している。

【0003】

インクジェットタイプの３Ｄプリンタを使用する場合、１バッチ内（製造機内空間）にて製造する部品数が多いほど、部品の個当たり単価を低減でき、メリットがある。しかし、１バッチ内にて製造する部品数は、部品の形状やサイズに依存するため、部品によっては、１度に製造できる部品数が少なくなり、製造時の材料ロスや製造に時間がかかる（留まりが悪化する）だけでなく、コストが高くなってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１４９２６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、１バッチ内で製造する部品数を従来に比べて多くできる、三次元造形物とその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）〔実施例１－３〕
積層造形によって製造される三次元造形物であって、
複数の分割体と、
前記複数の分割体における互いに隣り合う位置にある２つの分割体同士を屈曲可能に連結するヒンジ構造と、
嵌合雄部と該嵌合雄部が嵌合可能な嵌合雌部を有する嵌合構造と、
を有しており、
前記ヒンジ構造により、折畳位置と該折畳位置から組立てられる組立位置とに変位可能とされており、
前記嵌合雄部が前記嵌合雌部に嵌合することにより、前記組立位置にあるときに該組立位置に保持される、
三次元造形物。
（２）〔実施例１－３〕
前記ヒンジ構造は、該ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の一方に一体に形成される第１ヒンジ要素と、該ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の他方に一体に形成され前記第１ヒンジ要素と回動可能に連結される第２ヒンジ要素と、を有する、（１）記載の三次元造形物。
（３）〔実施例１－３〕
前記嵌合雄部は、前記第１ヒンジ要素に形成されており、前記嵌合雌部は、前記第２ヒンジ要素に形成されている、（２）記載の三次元造形物。
（４）〔実施例１－３〕
前記ヒンジ構造は、該ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の両方に一体に形成されるインテグラルヒンジである、（１）記載の三次元造形物。
（５）〔実施例１－３〕
前記嵌合雄部は、前記ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の一方に形成されており、前記嵌合雌部は、前記ヒンジ構造により連結される前記２つの分割体の他方に形成されている、（４）記載の三次元造形物。
（６）〔実施例１、３〕
前記三次元造形物は、製品であり、前記組立位置にあるとき、内側に空洞を形成するような形状となっている、（１）～（５）のいずれか１つに記載の三次元造形物。
（７）〔実施例１、３〕
前記折畳位置にあるとき、前記組立位置にあるときに比べて、前記空洞の容積が小となっている、（６）記載の三次元造形物。
（８）〔実施例２〕
前記三次元造形物は、互いに隣り合う位置にある２つの前記三次元造形物同士が連結されることで製品となる半製品である、（１）～（５）のいずれか１つに記載の三次元造形物。
（９）〔実施例２〕
互いに隣り合う位置にある前記２つの三次元造形物は、該２つの三次元造形物の一方に形成される嵌合突起を、該２つの三次元造形物の他方に形成される嵌合受け部に嵌合させることで連結される、（８）記載の三次元造形物。
（１０）〔実施例１－３〕
積層造形によって製造される三次元造形物の製造方法であって、
ヒンジ構造により組立位置から折り畳まれる折畳位置で、積層造形によって製造する製造工程と、
前記折畳位置から前記組立位置に変位させる組立工程と、
を有する、三次元造形物の製造方法。
（１１）〔実施例１－３〕
前記組立工程では、前記折畳位置から前記組立位置に変位させることで、嵌合構造の嵌合雄部が嵌合雌部に嵌合する、（１０）記載の三次元造形物の製造方法。
（１２）〔実施例１、３〕
前記三次元造形物は、製品であり、前記組立位置にあるとき、内側に空洞を形成するような形状となっており、
前記製造工程では、前記組立位置よりも前記空洞の容積が小となるように折畳まれる前記折畳位置で、製造する、（１０）または（１１）記載の三次元造形製造方法。
（１３）〔実施例２〕
前記三次元造形物は、互いに隣り合う位置にある２つの前記三次元造形物同士が連結されることで製品となる半製品であり、半製品である前記三次元造形物を、前記製造工程と前記組立工程で製造する、（１０）または（１１）記載の三次元造形物の製造方法。
（１４）〔実施例２〕
前記組立工程の後に、互いに隣り合う位置にある２つの前記三次元造形物同士を連結する連結工程を、さらに有する、（１３）記載の三次元造形物の製造方法。

【発明の効果】

【0007】

上記（１）の三次元造形物によれば、三次元造形物が、ヒンジ構造により、折畳位置と組立位置とに変位可能とされているため、折畳位置で三次元造形物を積層造形によって製造することができる。そのため、三次元造形物を積層造形によって製造する際、組立位置で製造する場合には重ねて製造することができない、または少数しか重ねて製造することができない場合であっても、折畳位置で製造することで、組立位置の場合よりも多数重ねて製造することができる。よって、１バッチ内で製造する部品数（１度に製造できる部品数、１ロット当たりの生産個数）を多くでき、歩留まりの向上やコスト低減を図ることができる。

【0008】

また、嵌合雄部が嵌合雌部に嵌合することにより、三次元造形物が組立位置にあるときに該組立位置に保持されるため、折畳位置で三次元造形物を積層造形によって製造する場合であっても、三次元造形物を組立位置に保持することができる。また、手で折畳位置から組立位置に変位させることができる場合、手で押し拡げるだけで組み立てられるため、組立時の手間も少なくて済む。

【0009】

上記（２）の三次元造形物によれば、ヒンジ構造が、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の一方に一体に形成される第１ヒンジ要素と、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の他方に一体に形成され第１ヒンジ要素と回動可能に連結される第２ヒンジ要素と、を有するため、ヒンジ構造がヒンジ構造により連結される２つの分割体の両方に一体に形成されるインテグラルヒンジからなる場合に比べて、強固なヒンジ構造を作製できる。

【0010】

上記（３）の三次元造形物によれば、嵌合雄部が第１ヒンジ要素に形成されており、嵌合雌部が第２ヒンジ要素に形成されているため、ヒンジ構造に嵌合構造を設けることができる。そのため、分割体に嵌合構造を設ける必要が無く、嵌合構造による分割体への制約を低減させることができる。

【0011】

上記（４）の三次元造形物によれば、ヒンジ構造が、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の両方に一体に形成されるインテグラルヒンジであるため、ヒンジ構造が、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の一方に一体に形成される第１ヒンジ要素と、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の他方に一体に形成され第１のヒンジ要素と回動可能に連結される第２ヒンジ要素と、を有する場合に比べて、（ａ）ヒンジ構造を簡易に作製できる。また、（ｂ）ヒンジ構造に要するスペースを低減でき、三次元造形物を積層造形によって製造する際に１バッチ内で製造する部品数を多くすることができる。

【0012】

上記（５）の三次元造形物によれば、嵌合雄部が、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の一方に形成されており、嵌合雌部が、ヒンジ構造により連結される２つの分割体の他方に形成されているため、分割体に嵌合構造を設けることができる。そのため、ヒンジ構造に嵌合構造を設ける必要が無く、ヒンジ構造をインテグラルヒンジで構成することができる。

【0013】

上記（６）の三次元造形物によれば、三次元造形物が、製品であり、組立位置にあるとき内側に空洞を有するような形状となっているため、三次元造形物を積層造形によって製造する際、折畳位置で製造することで、組立位置で製造する場合よりも１バッチ内で製造する部品数を多くすることができる。

【0014】

上記（７）の三次元造形物によれば、三次元造形物が折畳位置にあるとき、組立位置にあるときに比べて、空洞の容積が小となっているため、上記（６）で得られる効果を効率よく得ることができる。

【0015】

上記（８）の三次元造形物によれば、三次元造形物が、互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物同士が連結されることで製品となる半製品であるため、三次元造形物が製品である場合に比べて、積層造形によって製造する部品を小型化でき、１バッチ内で製造する部品数を多くすることができる。

【0016】

上記（９）の三次元造形物によれば、互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物が、該２つの三次元造形物の一方に形成される嵌合突起を、該２つの三次元造形物の他方に形成される嵌合受け部に嵌合させることで連結されるため、三次元造形物同士を比較的簡易に連結することができる。

【0017】

上記（１０）の三次元造形物の製造方法によれば、ヒンジ構造により組立位置から折畳まれる折畳位置で、三次元造形物を積層造形によって製造する製造工程を有するため、製造工程時に、組立位置で製造する場合には重ねて製造することができない、または少数しか重ねて製造することができない場合であっても、折畳位置で製造することで、組立位置の場合よりも多数重ねて製造することができる。よって、１バッチ内で製造する部品数（１度に製造できる部品数、１ロット当たりの生産個数）を多くでき、歩留まりの向上やコスト低減を図ることができる。

【0018】

また、折畳位置から組立位置に変位させる組立工程を有するため、手で折畳位置から組立位置に変位させることができる場合、手で押し拡げるだけで組み立てられるため、組立時の手間も少なくて済む。

【0019】

上記（１１）の三次元造形物の製造方法によれば、組立工程では、折畳位置から組立位置に変位させることで、嵌合雄部が嵌合雌部に嵌合するため、三次元造形物を組立位置に保持することができる。また、折畳位置から組立位置に変位させるだけで嵌合雄部を嵌合雌部に嵌合させることができ、折畳位置から組立位置に変位させた後に嵌合雄部を嵌合雌部に嵌合させる必要がなく、コスト上有利である。

【0020】

上記（１２）の三次元造形物の製造方法によれば、製造工程では、組立位置よりも空洞の容積が小となるように折畳まれる折畳位置で製造するため、組立位置で製造する場合に比べて１バッチ内で製造する部品数を多くすることができる。

【0021】

上記（１３）の三次元造形物の製造方法によれば、半製品である三次元造形物を製造工程と組立工程で製造するため、三次元造形物が製品である場合に比べて、積層造形によって製造する部品を小型化でき、１バッチ内で製造する部品数を多くすることができる。

【0022】

上記（１４）の三次元造形物の製造方法によれば、組立工程の後に、互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物同士を連結する連結工程を有するため、三次元造形物同士を連結することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明実施例１の三次元造形物の、組立位置にあるときにおける斜視図である。

【図2】本発明実施例１の三次元造形物の、組立位置にあるときにおける正面図である。

【図3】本発明実施例１の三次元造形物の、折畳位置にあるときにおける正面図である。

【図4】本発明実施例１の三次元造形物の、折畳位置で１バッチ内で製造された状態を示す斜視図である。

【図5】本発明実施例１の三次元造形物の、折畳位置にあるときにおける部分拡大斜視図である。

【図6】図５の分解斜視図である。

【図7A】本発明実施例１の三次元造形物の、折畳位置にあるときにおける部分拡大正面図である。

【図7B】本発明実施例１の三次元造形物の、組立位置にあるときにおける部分拡大正面図である。

【図8】本発明実施例２の三次元造形物の、組立位置にあるときにおける斜視図である。

【図9】本発明実施例２の三次元造形物の、折畳位置にあるときにおける斜視図である。

【図10】本発明実施例２の三次元造形物の、折畳位置で１バッチ内で製造された状態を示す斜視図である。

【図11】本発明実施例３の三次元造形物同士が連結されて製品となった状態を示す正面図である。

【図12】本発明実施例３の三次元造形物の、組立位置にあるときにおける模式正面図である。

【図13】本発明実施例３の三次元造形物の、折畳位置にあるときにおける正面図である。

【図14】本発明実施例３の三次元造形物の、折畳位置で１バッチ内で製造された状態を示す斜視図である。

【図15A】本発明実施例３の三次元造形物の、折畳位置にあるときにおける部分拡大斜視図である。

【図15B】本発明実施例３の三次元造形物の、組立位置にあるときにおける部分拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に、本発明実施例の三次元造形物とその製造方法を、図面を参照して、説明する。図１～図７Ｂは、本発明実施例１の三次元造形物を示しており、図８～図１０は、本発明実施例２の三次元造形物を示しており、図１１～図１５Ｂは、本発明実施例３の三次元造形物を示している。

【0025】

本発明全実施例にわたって共通または類似する部分には、本発明全実施例にわたって同じ符号を付してある。まず、本発明全実施例にわたって共通する部分を説明する。

【0026】

本発明実施例の三次元造形物１０は、３ＤプリンタＰを用いた積層造形によって製造される三次元の構造物である。三次元造形物１０は、樹脂製であってもよく、金属製であってもよい。三次元造形物１０は、複数の分割体２０と、ヒンジ構造３０と、嵌合構造４０と、を有する。

【0027】

分割体２０は、図１～図３に示すように、複数設けられている。複数の分割体２０は、互いに同じ形状であってもよく異なる形状であってもよい。

【0028】

ヒンジ構造３０は、複数の分割体２０における互いに隣り合う位置にある２つの分割体２０同士の少なくとも１つを屈曲可能（回動可能、揺動可能）に連結する。ヒンジ構造３０により、三次元造形物１０は、図２，図３に示すように、折畳位置１０ａと、折畳位置１０ａから組立てられる（展開される）組立位置（展開位置）１０ｂとに変位可能とされている。なお、ヒンジ構造３０が複数設けられる場合、各ヒンジ構造３０の回動軸は、三次元造形物１０を折畳位置１０ａと組立位置１０ｂとの間で変位可能であれば、互いに平行となっていてもよく平行となっていなくてもよい。

【0029】

ヒンジ構造３０は、図５、図６に示すように、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の一方である第１分割体２０ａに一体に形成される第１ヒンジ要素３１と、ヒンジ構造２０により連結される２つの分割体２０の他方である第２分割体２０ｂに一体に形成され第１ヒンジ要素３１と回動可能に連結される第２ヒンジ要素３２と、を有する。

【0030】

第１ヒンジ要素３１は、第１分割体２０ａから第２分割体２０ｂに向って突出して設けられている。第１ヒンジ要素３１は、第１分割体２０ａに１つのみ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。なお、図示例では、第１分割体２０ａに２個設けられる場合を示している。第１ヒンジ要素３１には、第１ヒンジ要素３１を貫通する貫通孔３１ａが形成されている。

【0031】

第２ヒンジ要素３２は、第２分割体２０ｂから第１分割体２０ａに向って突出する突出部３２ａと、突出部３２ａに一体に形成されるシャフト部３２ｂと、を有する。突出部３２ａは、第２分割体２０ｂに１つのみ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。なお、図示例では、第２分割体２０ｂに３個設けられる場合を示している。シャフト部３２ｂは、突出部３２ａと一体に形成されており、第１ヒンジ要素３１の貫通孔３１ａに挿入されている。このため、第１ヒンジ要素３１と第２ヒンジ要素３２は、シャフト部３２ｂを中心として互いに回動可能となっている。

【0032】

嵌合構造４０は、組立位置１０ｂにある三次元造形物１０を組立位置１０ｂに保持するために設けられている。嵌合構造４０は、嵌合雄部４１と、嵌合雄部４１が嵌合・離脱可能な嵌合雌部４２と、を有する。

【0033】

嵌合雄部４１は、第１ヒンジ要素３１に形成されており、嵌合雌部４２は、第２ヒンジ要素３２の突出部３２ａに形成されている。嵌合雄部４１は、第１ヒンジ要素３１に弾性変位可能に一体に形成されている。嵌合雌部４２は、第２ヒンジ要素３２に形成される凹部または孔からなる。嵌合雄部４１は、三次元造形物１０が折畳位置１０ａにあるとき嵌合雌部４２に嵌合しておらず、三次元造形物１０が組立位置１０ｂにあるとき嵌合雌部４２に嵌合している。三次元造形物１０が組立位置１０ｂにあるとき嵌合雄部４１が嵌合雌部４２に嵌合しているため、三次元造形物１０を組立位置１０ｂに保持可能である。

【0034】

なお、ヒンジ構造３０と嵌合構造４０は、上述した構造に限定されるものではない。たとえば、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、ヒンジ構造３０は、第１、第２のヒンジ要素３１，３２を有しておらず、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０（２０ａ、２０ｂ）の両方に一体に形成されるインテグラルヒンジであってもよい。この場合、ヒンジ構造３０は、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０（２０ａ、２０ｂ）よりも薄肉に形成されており、比較的軽い力で変形可能となっている。また、嵌合構造４０は、ヒンジ構造３０には設けられておらず、嵌合雄部４１が、第１分割体２０ａに形成されており、嵌合雌部４２が、第２分割体２０ｂに形成されていてもよい。

【0035】

ここで、本発明全実施例にわたって共通する、三次元造形物１０の製造方法を説明する。
三次元造形物１０の製造方法は、
（ｉ）図４に示すように、ヒンジ構造３０により組立位置１０ｂから折り畳まれる折畳位置１０ａで、３Ｄプリンタ１００を用いて積層造形によって製造する製造工程と、
（ｉｉ）図２、図３に示すように、製造工程後に、折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させる組立工程と、を有する。

【0036】

上記（ｉｉ）の組立工程では、折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させることで、嵌合構造４０の嵌合雄部４１が嵌合雌部４２に嵌合する。すなわち、折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させるだけで、嵌合雄部４１が嵌合雌部４２に嵌合する。

【0037】

本発明全実施例にわたって共通する作用、効果を説明する。

【0038】

（Ａ１）三次元造形物１０が、ヒンジ構造３０により、折畳位置１０ａと組立位置１０ｂとに変位可能とされているため、折畳位置１０ａで三次元造形物１０を積層造形によって製造することができる。そのため、図４に示すように、三次元造形物１０を積層造形によって製造する際、組立位置１０ｂで製造する場合には重ねて製造することができない、または少数しか重ねて製造することができない場合であっても、折畳位置１０ａで製造することで、組立位置１０ｂの場合よりも多数重ねて製造することができる。よって、１バッチ内Ｓで製造する部品数（１度に製造できる部品数、１ロット当たりの生産個数）を多くでき、歩留まりの向上やコスト低減を図ることができる。

【0039】

（Ａ２）図５～図７Ｂに示すように、嵌合雄部４１が嵌合雌部４２に嵌合することにより、三次元造形物１０が組立位置１０ｂにあるときに該組立位置１０ｂに保持されるため、折畳位置１０ａで三次元造形物１０を積層造形によって製造する場合であっても、三次元造形物１０を組立位置１０ｂに保持することができる。また、手で折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させることができる場合、手で押し拡げるだけで組み立てられるため、組立時の手間も少なくて済む。

【0040】

（Ａ３）ヒンジ構造３０が、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の一方である第１分割体２０ａに一体に形成される第１ヒンジ要素３１と、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の他方である第２分割体２０ｂに一体に形成され第１ヒンジ要素３１と回動可能に連結される第２ヒンジ要素３２と、を有するため、ヒンジ構造３０がヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の両方２０ａ、２０ｂに一体に形成されるインテグラルヒンジからなる場合に比べて、強固なヒンジ構造３０を作製できる。

【0041】

（Ａ４）嵌合雄部４１が第１ヒンジ要素３１に形成されており、嵌合雌部４２が第２ヒンジ要素３２に形成されているため、ヒンジ構造３０に嵌合構造４０を設けることができる。そのため、分割体２０に嵌合構造４０を設ける必要が無く、嵌合構造４０による分割体２０への制約を低減させることができる。

【0042】

（Ａ５）図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、ヒンジ構造３０が、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の両方２０ａ、２０ｂに一体に形成されるインテグラルヒンジである場合、ヒンジ構造３０が、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の一方である第１分割体２０ａに一体に形成される第１ヒンジ要素３１と、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の他方である第２分割体２０ｂに一体に形成され第１のヒンジ要素３１と回動可能に連結される第２ヒンジ要素３２と、を有する場合に比べて、（ａ）ヒンジ構造３０を簡易に作製できる。また、（ｂ）ヒンジ構造３０に要するスペースを低減でき、三次元造形物１０を積層造形によって製造する際に１バッチ内Ｓで製造する部品数を多くすることができる。

【0043】

（Ａ６）嵌合雄部４１が、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の一方である第１分割体２０ａに形成されており、嵌合雌部４２が、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０の他方である第２分割体２０ｂに形成されている場合、分割体２０に嵌合構造４０を設けることができる。そのため、ヒンジ構造３０に嵌合構造４０を設ける必要が無く、ヒンジ構造３０をインテグラルヒンジで構成することができる。

【0044】

本発明全実施例にわたって共通する、三次元造形物１０の製造方法によれば、つぎの作用、効果を得ることができる。

【0045】

（Ｂ１）図４に示すように、ヒンジ構造３０により組立位置１０ｂから折畳まれる折畳位置１０ａで、三次元造形物１０を積層造形によって製造する製造工程を有するため、製造工程時に、組立位置１０ｂで製造する場合には重ねて製造することができない、または少数しか重ねて製造することができない場合であっても、折畳位置１０ａで製造することで、組立位置１０ｂの場合よりも多数重ねて製造することができる。よって、１バッチ内Ｓで製造する部品数（１度に製造できる部品数、１ロット当たりの生産個数）を多くでき、歩留まりの向上やコスト低減を図ることができる。

【0046】

（Ｂ２）折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させる組立工程を有するため、手で折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させることができる場合、手で押し拡げるだけで組み立てられるため、組立時の手間も少なくて済む。

【0047】

（Ｂ３）組立工程では、折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させることで、嵌合雄部４１が嵌合雌部４２に嵌合するため、三次元造形物１０を組立位置１０ｂに保持することができる。また、折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させるだけで嵌合雄部４１を嵌合雌部４２に嵌合させることができ、折畳位置１０ａから組立位置１０ｂに変位させた後に嵌合雄部４１を嵌合雌部４２に嵌合させる必要がなく、コスト上有利である。

【0048】

つぎに、本発明各実施例に特有な部分を説明する。
〔実施例１〕（図１～図７Ｂ）
本発明実施例１では、図１に示すように、三次元造形物１０が、製品であり、組立位置１０ａにあるとき、内側に空洞Ｖを形成するような形状となっている。三次元造形物１０は、略矩形枠状であり、たとえば車両に設けられるフロントダクトに用いられる。

【0049】

各分割体２０は、略直線状に延びる棒状となっており、ヒンジ構造３０は、組立位置１０ｂにあるときにおける三次元造形物１０の各角部に設けられている。図５、図６に示すように、ヒンジ構造３０は、第１、第２のヒンジ要素３１、３２を有している。嵌合構造４０は、嵌合雄部４１が第１ヒンジ要素３１に形成されており、嵌合雌部４２が第２ヒンジ要素３２の突出部３２ａに形成されている。

【0050】

各ヒンジ構造３０の回動軸は、すべて平行となっている。このため、枠状の三次元造形物１０を折畳位置１０ａと組立位置１０ｂとの間で変位可能である。

【0051】

三次元造形物１０は、略矩形枠状であるため、組立位置１０ｂにあるとき、内側に空洞Ｖを形成するような形状となっている。図２、図３に示すように、三次元造形物１０が折畳位置１０ａにあるとき、組立位置１０ｂにあるときに比べて、空洞Ｖの容積が小となっている。

【0052】

本発明実施例１では、三次元造形物１０の製造方法は、つぎのようになっている。
製造工程（上記（ｉ）の工程）では、三次元造形物１０を、組立位置１０ｂよりも空洞Ｖの容積が小となるように空洞Ｖを利用して折畳まれる折畳位置１０ａで、製造する。

【0053】

本発明実施例１では、本発明全実施例にわたって共通する部分で得られる作用、効果（上記（Ａ１）～（Ａ６）及び（Ｂ１）～（Ｂ３））に加えて、さらにつぎの作用、効果を得ることができる。

【0054】

（Ａ７）三次元造形物１０が、組立位置１０ｂにあるとき内側に空洞Ｖを有するような形状となっているため、三次元造形物１０を積層造形によって製造する際、折畳位置１０ａで製造することで、組立位置１０ｂで製造する場合よりも１バッチ内Ｓで製造する部品数を多くすることができる。

【0055】

（Ａ８）三次元造形物１０が折畳位置１０ａにあるとき、組立位置１０ｂにあるときに比べて、空洞Ｖの容積が小となっているため、上記（Ａ７）で得られる効果を効率よく得ることができる。

【0056】

（Ｂ４）製造工程では、三次元造形物１０を、組立位置１０ｂよりも空洞Ｖの容積が小となるように折畳まれる折畳位置１０ａで製造するため、組立位置１０ｂで製造する場合に比べて１バッチ内Ｓで製造する部品数を多くすることができる。

【0057】

〔実施例２〕（図８～図１０）
本発明実施例２では、三次元造形物１０が、製品であり、組立位置１０ａにあるとき、内側に空洞Ｖを形成するような形状となっている。三次元造形物１０は、略球体状である。

【0058】

各分割体２０は、球体表面の一部をなす形状となっている。分割体２０の数は、特に限定されるものではないが、図８における三次元造形物１０の上半分を構成する７個と下半分を構成する７個の計１４個である。ヒンジ構造３０は、第１、第２のヒンジ要素３１，３２を有している。嵌合構造４０は、嵌合雄部４１が第１ヒンジ要素３１に形成されており、嵌合雌部４２が第２ヒンジ要素３２の突出部３２ａに形成されている。

【0059】

各ヒンジ構造３０の回動軸は、図８において縦に並ぶ位置に設けられるヒンジ構造３０同士は互いに平行となっているが、横に並ぶ位置に設けられるヒンジ構造３０同士は互いに平行となっていない。このため、球体状の三次元造形物１０を折畳位置１０ａと組立位置１０ｂとの間で変位可能である。

【0060】

三次元造形物１０は、略球体状であるため、組立位置１０ｂにあるとき、内側に空洞Ｖを形成するような形状となっている。図８，図９に示すように、三次元造形物１０が折畳位置１０ａにあるとき、組立位置１０ｂにあるときに比べて、空洞Ｖの容積が小となっている。

【0061】

本発明実施例２では、本発明実施例１と同様に、三次元造形物１０の製造方法は、つぎのようになっている。
製造工程（上記（ｉ）の工程）では、三次元造形物１０を、組立位置１０ｂよりも空洞Ｖの容積が小となるように空洞Ｖを利用して折畳まれる折畳位置１０ａで、製造する。

【0062】

本発明実施例２では、本発明実施例１と同様に、本発明全実施例にわたって共通する部分で得られる作用、効果（上記（Ａ１）～（Ａ６）及び（Ｂ１）～（Ｂ３））に加えて、上記（Ａ７）、（Ａ８）および上記（Ｂ４）の作用、効果を得ることができる。

【0063】

〔実施例３〕（図１１～図１５Ｂ）
本発明実施例３では、三次元造形物１０が、互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物１０同士の少なくとも１つを連結（結合）されることで製品となる半製品である。

【0064】

三次元造形物１０は、図１２に示すように、組立位置１０ｂにあるとき正面視で略「Ｌ」字形状となっている。１つの三次元造形物１０にある分割体２０の数は、２個である。各分割体２０は、略直線状に延びる棒状となっており、ヒンジ構造３０は、組立位置１０ｂにあるときにおける三次元造形物１０の角部に設けられている。ヒンジ構造３０は、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、ヒンジ構造３０により連結される２つの分割体２０（２０ａ、２０ｂ）の両方に一体に形成されるインテグラルヒンジである。嵌合構造４０は、嵌合雄部４１が第１分割体２０ａに形成されており、嵌合雌部４２が第２分割体２０ｂに形成されている。

【0065】

互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物１０は、図１３に示すように、該２つの三次元造形物１０の一方に形成される嵌合突起１０１を、該２つの三次元造形物１０の他方に形成される嵌合受け部１０２に嵌合させることで連結（結合）される。これにより、半製品である三次元造形物１０から製品が製造される（図１１）。なお、この製品は、本発明実施例１と同様に略矩形枠状であり、たとえば車両に設けられるフロントダクトに用いられる。

【0066】

本発明実施例３では、三次元造形物１０の製造方法は、つぎのようになっている。
半製品である三次元造形物１０を、製造工程（上記（ｉ）の工程）と組立工程（上記（ｉｉ）の工程）で製造する。
組立工程（上記（ｉｉ）の工程）の後に、（ｉｉｉ）互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物１０同士を連結（結合）する連結工程を、さらに有する。

【0067】

本発明実施例３では、本発明全実施例にわたって共通する部分で得られる作用、効果（上記（Ａ１）～（Ａ６）及び（Ｂ１）～（Ｂ３））に加えて、さらにつぎの作用、効果を得ることができる。

【0068】

（Ａ９）三次元造形物１０が、互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物１０同士が連結されることで製品となる半製品であるため、三次元造形物１０が製品である場合に比べて、積層造形によって製造する部品を小型化でき、１バッチ内Ｓで製造する部品数を多くすることができる。

【0069】

（Ａ１０）互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物１０が、該２つの三次元造形物１０の一方に形成される嵌合突起１０１を、該２つの三次元造形物１０の他方に形成される嵌合受け部１０２に嵌合させることで連結されるため（図１３参照）、三次元造形物１０同士を比較的簡易に連結することができる。

【0070】

（Ｂ５）半製品である三次元造形物１０を製造工程と組立工程で製造するため、三次元造形物１０が製品である場合に比べて、積層造形によって製造する部品を小型化でき、１バッチ内Ｓで製造する部品数を多くすることができる。

【0071】

（Ｂ６）組立工程の後に、互いに隣り合う位置にある２つの三次元造形物１０同士を連結する連結工程を有するため、三次元造形物１０同士を連結することができる。

【符号の説明】

【0072】

１０ 三次元造形物
１０ａ 折畳位置
１０ｂ 組立位置
２０ 分割体
２０ａ 第１分割体
２０ｂ 第２分割体
３０ ヒンジ構造
３１ 第１ヒンジ要素
３２ 第２ヒンジ要素
４０ 嵌合構造
４１ 嵌合雄部
４２ 嵌合雌部
Ｐ ３Ｄプリンタ
Ｓ １バッチ内（製造機内空間）
Ｖ 空洞

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】