JP6194074B2 - ノズル装置および積層造形装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ノズル装置および積層造形装置に関する。

従来、造形物を付加的に造形する積層造形装置が知られている。積層造形装置は、ノズ
ルから材料の粉体を供給するとともにレーザ光を出射することにより粉体を溶融させて材
料の層を形成し、当該層を積み重ねることにより造形物を造形する。また、この種の積層
造形装置として、造形物を載せるステージを動かすものが知られている。

特開２００６−２０００３０号公報 特開２００２−０１８９６７号公報

この種の積層造形装置では、例えば、ノズルを動かす新規な構成のノズル装置および積
層造形装置が得られれば有意義である。特に、シンプルな構成で機動性の良好なノズル駆
動機構の実現が望まれている。

実施形態のノズル装置は、積層造形装置用である。前記ノズル装置は、互いに略平行な
レール部がそれぞれ設けられ、前記レール部の延びた方向に沿った回転中心軸回りに回転
可能に設けられた三つ以上のレール部材と、前記レール部に沿って移動可能に前記レール
部材のそれぞれに接続された三つ以上のスライダ部材と、それぞれ前記スライダ部材に接
続されるとともに、それぞれ当該スライダ部材を介して前記レール部材のそれぞれに移動
可能かつ回転可能に支持された三つ以上のアーム部材と、前記三つ以上のアーム部材と回
転可能に接続され、材料を射出するノズル部と、構成要素としての前記レール部材、構成
要素としての前記スライダ部材、構成要素としての前記アーム部材、および構成要素とし
ての前記ノズル部のうち互いに接続された二つの前記構成要素の組み合わせのそれぞれに
ついて当該二つの構成要素の相対的な位置および相対的な角度のうち一方を決める、少な
くとも五つのアクチュエータを含む駆動機構とを含む。

図１は、実施形態の積層造形装置の例示的な模式図である。 図２は、実施形態の積層造形装置による例示的な造形物の製造工程が示された説明図である。 図３は、実施形態のノズル装置の一部の例示的かつ概略的な構成図である。 図４は、実施形態のノズルの一部の例示的かつ模式的な断面図である。 図５は、実施形態のノズル部とアーム部材とを連結する連結構造の例示的かつ模式的な斜視図である。 図６は、実施形態の支持機構の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。 図７は、実施形態の支持機構の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。 図８は、図６のVIII部の断面図である。 図９は、実施形態のベースの例示的かつ模式的な平面図である。 図１０は、実施形態のノズルの位置および姿勢について説明するための説明図である。 図１１は、実施形態のノズル部の動作を説明するための説明図である。 図１２は、実施形態のレール部材の設置位置の別例を示す概略的な斜視図である。 図１３は、実施形態の第１の変形例のベースの例示的かつ模式的な平面図である。 図１４は、実施形態の第２の変形例のベースの例示的かつ模式的な平面図である。 図１５は、実施形態の第３の変形例のアーム部材の一部の例示的かつ模式的な断面図である。

以下、図面を参照して、実施形態および変形例について詳細に説明する。なお、以下の
実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら
同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。

（実施形態）
図１に示されるように、積層造形装置１は、処理槽１１や、処理台１２（ステージ）、
材料供給装置１３（造形用材料供給装置）、ノズル装置１４、光学装置１５、計測装置１
６、制御装置１７等を備えている。

積層造形装置１は、処理台１２上に配置された対象物１１０に、ノズル装置１４で供給
される材料１２１（造形用材料）を層状に積み重ねることにより、所定の形状の造形物１
００（積層造形物）を造形する。

対象物１１０は、ノズル装置１４によって材料１２１が供給される対象であって、ベー
ス１１０ａおよび層１１０ｂを含む。複数の層１１０ｂがベース１１０ａの面１１０ａ１
上面に積層される。材料１２１は、粉末状の金属材料や樹脂材料等である。あるいは、材
料１２１は、粉末状ではなく、線材であってもよい。造形には、一つ以上の材料１２１が
用いられうる。

処理槽１１には、主室２１と副室２２とが設けられている。副室２２は、主室２１と隣
接して設けられている。主室２１と副室２２との間には扉部２３が設けられている。扉部
２３が開かれた場合、主室２１と副室２２とが連通され、扉部２３が閉じられた場合、主
室２１が気密状態になる。

主室２１には、給気口２１ａおよび排気口２１ｂが設けられている。給気装置（図示さ
れず）の動作により、主室２１内に給気口２１ａを介して窒素やアルゴン等の不活性ガス
が供給される。排気装置（図示されず）の動作により、主室２１から排気口２１ｂを介し
て主室２１内のガスが排出される。

また、主室２１内には、移送装置（図示されず）が設けられている。また、主室２１か
ら副室２２にかけて、搬送装置２４が設けられている。移送装置は、主室２１で処理され
た造形物１００を、搬送装置２４に渡す。搬送装置２４は、移送装置から渡された造形物
１００を副室２２内に搬送する。すなわち、副室２２には、主室２１で処理された造形物
１００が収容される。造形物１００が副室２２に収容された後、扉部２３が閉じられ、副
室２２と主室２１とが隔絶される。

主室２１内には、処理台１２や、ノズル装置１４、計測装置１６等が設けられている。
処理台１２は、ベース１１０ａを支持している。

ノズル装置１４は、ノズル２５と移動装置２６とを有している。移動装置２６は、ノズ
ル２５を移動させる。ノズル２５は、処理台１２上に位置された対象物１１０に粉末状（
あるいは線状）の材料１２１を供給（噴射）する。また、ノズル２５は、処理台１２上に
位置された対象物１１０にレーザ光Ｌを照射する。また、ノズル２５は、材料１２１の供
給と並行してレーザ光Ｌを照射する。

材料供給装置１３は、供給装置３１や中空の供給管３４（管）等を有している。材料１
２１は、供給装置３１から供給管３４の内部（中空部）を通ってノズル２５へ供給される
。供給管３４は、柔軟性を有し、変形可能に構成されている。

供給装置３１は、タンク３１ａと、供給部３１ｂと、を有している。タンク３１ａには
、材料１２１が収容される。供給部３１ｂは、タンク３１ａの材料１２１をノズル２５に
所定量供給する。供給部３１ｂは、材料１２１が粉末状の場合、当該材料１２１が含まれ
たキャリアガス（気体）をノズル２５に供給する。キャリアガスは、例えば、窒素やアル
ゴン等の不活性ガスである。

光学装置１５は、光源４１と、ケーブル２１０と、を有している。光源４１は、発振素
子（図示されず）を有し、発振素子の発振によりレーザ光Ｌを出射する。光源４１は、出
射するレーザ光Ｌのパワー密度（強度）を変更することができる。また、ケーブル２１０
は、例えば光ファイバーである。

光源４１は、ケーブル２１０を介してノズル２５に接続されている。光源４１は、レー
ザ光Ｌを発生させる。光源４１から出射されたレーザ光Ｌは、ケーブル２１０によってノ
ズル２５に導かれる（供給される）。ノズル２５は、レーザ光Ｌを、対象物１１０や、対
象物１１０に向けて噴射された材料１２１に照射する。本実施形態では、エネルギ線とし
て、レーザ光Ｌ（光線）を利用している。エネルギ線としては、レーザ光Ｌのように材料
１２１を溶融または焼結できるものであればよく、電子ビームや、マイクロ波から紫外線
領域の電磁波などであってもよい。光源４１は、エネルギ線発生源の一例である。

計測装置１６は、固化した層１１０ｂの形状および造形された造形物１００の形状を計
測する。計測装置１６は、計測した形状の情報を制御装置１７に送信する。計測装置１６
は、例えば、カメラ５１と、画像処理装置５２と、を備えている。画像処理装置５２は、
カメラ５１で計測した情報に基づいて画像処理を行う。なお、計測装置１６は、例えば、
干渉方式や光切断方式等によって、層１１０ｂおよび造形物１００の形状を計測する。

制御装置１７は、搬送装置２４、移動装置２６、供給装置３１、光源４１、および画像
処理装置５２に、信号線２２０を介して電気的に接続されている。

制御装置１７は、搬送装置２４を制御することで、造形した造形物１００を副室２２に
搬送する。制御装置１７は、供給装置３１を制御することで、材料１２１の供給の有無な
らびに供給量を調整する。制御装置１７は、光源４１を制御することで、光源４１から出
射されるレーザ光Ｌのパワー密度を調整する。制御装置１７は、移動装置２６を制御する
ことで、ノズル２５を移動させる。

制御装置１７は、記憶部１７ａを備えている。記憶部１７ａには、造形する造形物１０
０の形状（参照形状）を示すデータ等が記憶されている。

制御装置１７は、層１１０ｂまたは造形物１００の形状を判断する機能を備えている。
例えば、制御装置１７は、計測装置１６で取得された層１１０ｂまたは造形物１００の形
状と、記憶部１７ａに記憶された参照形状と比較することで、所定の形状でない部位（本
来形成されるべきでない部位）が形成されているか否かを判断する。

また、制御装置１７は、層１１０ｂまたは造形物１００の形状の判断により所定の形状
でない部位と判断された部位を除去することで、層１１０ｂまたは造形物１００を所定の
形状にトリミングする機能を備えている。例えば、制御装置１７は、まず、層１１０ｂま
たは造形物１００における所定の形状でない部位に、レーザ光Ｌが材料１２１を蒸発可能
なパワー密度となるように光源４１を制御する。次いで、制御装置１７は、レーザ光Ｌを
、当該部位に照射して当該部位を蒸発させる。

次に、図２を参照し、積層造形装置１による造形物１００の製造方法について説明する
。図２に示されるように、まずは、材料１２１の供給およびレーザ光Ｌの照射が行われる
。制御装置１７は、材料１２１がノズル２５から所定の範囲に供給されるよう供給装置３
１等を制御するとともに、供給された材料１２１がレーザ光Ｌによって溶融するよう、光
源４１を制御する。これにより、図２に示されるように、ベース１１０ａ上の層１１０ｂ
を形成する範囲に、溶融した材料１２１が所定の量だけ供給される。材料１２１は、ベー
ス１１０ａや層１１０ｂに噴射されると、変形して層状または薄膜状等の材料１２１の集
合となる。あるいは、材料１２１は、材料１２１を運ぶキャリアガスによって冷却される
か若しくは材料１２１の集合への伝熱によって冷却されることにより、粒状で積層され、
粒状の集合となる。

次に、アニール処理が行われる。アニール処理は、積層造形装置１の外でアニール装置
（図示されず）を用いて行ってもよいが、積層造形装置１内で行ってもよい。後者の場合
、制御装置１７は、ベース１１０ａ上の材料１２１の集合にレーザ光Ｌが照射されるよう
、光源４１を制御する。これにより、材料１２１の集合が再溶融されて層１１０ｂになる
。

次に、形状計測が行われる。制御装置１７は、アニール処理が行われたベース１１０ａ
上の材料１２１を計測するよう、計測装置１６を制御する。制御装置１７は、計測装置１
６で取得された層１１０ｂまたは造形物１００の形状と、記憶部１７ａに記憶された参照
形状とを比較する。

次に、トリミングが行われる。トリミングは、積層造形装置１の外でトリミング装置（
図示されず）を用いて行ってもよいが、積層造形装置１内で行ってもよい。後者の場合、
制御装置１７は、形状計測ならびに参照形状との比較により、例えば、ベース１１０ａ上
の材料１２１が所定の形状とは異なる位置に付着していたことが判明した場合には、当該
位置の材料１２１が蒸発するよう、光源４１を制御する。一方、制御装置１７は、形状計
測ならびに参照形状との比較により、層１１０ｂが所定の形状であったことが判明した場
合には、トリミングを行わない。

上述した層１１０ｂの形成が終了すると、積層造形装置１は、当該層１１０ｂの上に、
新たな層１１０ｂを形成する。積層造形装置１は、層１１０ｂを反復的に積み重ねること
により、造形物１００を造形する。

次に、ノズル装置１４について詳細に説明する。図１，３に示されるように、ノズル装
置１４のノズル２５は、本体６１（ボディ）を有している。本体６１は、中心軸Ａｘ１（
図４参照）に沿って延びた筒状に構成されている。本体６１は、中心軸Ａｘ１に沿った方
向の端部６１ｃ，６１ｄ（図１）を有している。端部６１ｃから粉末状（あるいは線状）
の材料１２１の噴射とレーザ光Ｌの出射とが行われる。端部６１ｄは、端部６１ｃと反対
側の端部である。

図４に示されるように、本体６１の内部には、複数の通路６１ａ，６１ｂが設けられて
いる。通路６１ａ，６１ｂは、端部６１ｄ（図１）から端部６１ｃへ延びている。通路６
１ｂ内に、本体６１の中心軸Ａｘ１が通るとする。通路６１ｂの内部には、光学装置１５
からレーザ光Ｌが導入される。通路６１ｂの途中には、レーザ光Ｌを平行光に変換する変
換レンズと、平行光に変換されたレーザ光Ｌを集光する集光レンズと、を含む光学系が設
けられている。レーザ光Ｌは、集光レンズによって、本体６１の外部の集光位置に集光さ
れる。レーザ光Ｌの集光位置（集光点）は、中心軸Ａｘ１上に位置する。

複数あるいは一つの通路６１ａが、通路６１ｂの径方向の外側に位置されている。各通
路６１ａは、供給管３４を介して供給装置３１に接続されている。材料１２１が粉末状の
場合、各通路６１ａには、供給装置３１から、キャリアガスとともに材料１２１が供給さ
れる。通路６１ａの端部６１ｃ側の部分は、端部６１ｃに向かうにつれ本体６１の中心軸
Ａｘ１に近づくように、中心軸Ａｘ１に対して傾斜している。

ノズル２５は、材料１２１が粉末状の場合、通路６１ａの出口（開口部）から材料１２
１をキャリアガスとともに本体６１（通路６１ａ）の外側に向けて噴射（射出）する。あ
るいは、ノズル２５は、材料１２１が線状の場合、通路６１ａの出口から本体６１の外側
に向けて材料１２１を押し出す（射出する）。噴射あるいは押し出された材料１２１は、
レーザ光Ｌの集光位置に至る。ノズル２５によって供給された材料１２１は、レーザ光Ｌ
によって溶融され、溶融した材料１２１の集合が形成される。溶融された材料１２１は、
例えば、材料１２１を運ぶキャリアガスによって冷却される。ここで、通路６１ａは、レ
ーザ光Ｌが照射された材料１２１を冷却する冷却部３５の一部を構成する。冷却部３５は
、キャリアガスを供給する供給装置３１を含む。

図３に示されるように、ノズル２５には、連結部材２７が設けられている。連結部材２
７は、ノズル２５と移動装置２６のアーム部材７４とを連結するための部材である。連結
部材２７は、端部６１ｄに結合（固定）されている。図５に示されるように、連結部材２
７は、面２７ａ，２７ｂ，２７ｃを有している。面２７ａ（端面）は、端部６１ｄに面し
ている。面２７ｂ（端面）は、面２７ａの反対側の面である。面２７ｃ（亘面）は、面２
７ａと面２７ｂとに亘って設けられている。また、連結部材２７には、三つのボール受部
２７ｄ（連結部）が設けられている。三つのボール受部２７ｄは、中心軸Ａｘ１回りに略
同じ角度間隔で、すなわち１２０°おきに配置されている。ボール受部２７ｄ（受面）は
、面２７ｂと面２７ｃとに亘る凹状に構成されている。これらのボール受部２７ｄには、
アーム部材７４のボール部７４ｂが回動可能に収容されている。ボール受部２７ｄとボー
ル部７４ｂとは、ボールジョイント（連結部、連結構造）を構成している。すなわち、ボ
ール部７４ｂとボール受部２７ｄとは、互いに３次元的に回転可能（任意の方向に回転可
能）に構成されている。また、連結部材２７には、孔２７ｅ，２７ｆが設けられている。
孔２７ｅ，２７ｆは、面２７ａと２７ｂとに亘って設けられている。孔２７ｅには、供給
管３４が挿入されており、この供給管３４から通路６１ａに材料１２１が供給される。一
方、孔２７ｆには、ケーブル２１０が挿入されており、このケーブル２１０から本体６１
の内部にレーザ光Ｌが導入される。連結部材２７とノズル２５とは、ノズル部２８を構成
している。

図３に示されるように、移動装置２６は、三つの支持機構７１を有している。三つの支
持機構７１は、ベース１１０ａに設置されている（図１参照）。移動装置２６は、三つの
支持機構７１によって、ノズル部２８の三箇所を支持している。三つの支持機構７１は、
少なくともベース１１０ａの面１１０ａ１上の造形物１００が造形される造形領域Ｓ（空
間）内で、ノズル部２８の位置および姿勢を変化させることができる。このように、三つ
の支持機構７１は、互いに同部品から構成される。このため、移動装置２６の構造がシン
プルになり、コスト低減効果がある。

図６，７に示されるように、各支持機構７１は、レール部材７２と、スライダ部材７３
と、アーム部材７４と、を有している。すなわち、移動装置２６は、三つのレール部材７
２と、三つのスライダ部材７３と、三つのアーム部材７４とを有している。レール部材７
２は、ベース１１０ａに支持され、スライダ部材７３は、レール部材７２に支持され、ア
ーム部材７４は、スライダ部材７３に支持されている。また、アーム部材７４は、ノズル
部２８を支持している。

三つのレール部材７２は、ベース１１０ａに設置されて、ベース１１０ａの面１１０ａ
１から突出している（図１参照）。図３に示されるように、三つのレール部材７２は、材
料１２１の噴射およびレーザ光Ｌの照射による造形中の造形物１００を囲む位置に位置さ
れている。また、レール部材７２は、レール部７２ｄ〜７２ｇに沿った回転中心Ａｘ２回
り（方向Ｄ４）に回転可能に、ベース１１０ａに支持されている。

レール部材７２は、全体として方向Ｄ１に沿った柱状（棒状）に構成されている。方向
Ｄ１は、鉛直方向であってもよいし、鉛直方向と交差する方向であってもよい。レール部
材７２は、本体７２ａと、軸部７２ｂ，７２ｃと、を有している。本体７２ａは、方向Ｄ
１に沿って延びており、軸部７２ｂ，７２ｃは、本体７２ａの方向Ｄ１の両端部に設けら
れている。

図６〜８に示されるように、本体７２ａは、四つのレール部７２ｄ〜７２ｇを有してい
る。四つのレール部７２ｄ〜７２ｇは、方向Ｄ１に沿って延びており、互いに略平行であ
る。四つのレール部７２ｄ〜７２ｇは、回転中心Ａｘ２回りに互いに間隔を空けて位置さ
れている。レール部７２ｄとレール部７２ｇとは、レール対７２ｈ（第一のレール対）を
構成し、レール部７２ｅとレール部７２ｆとは、別のレール対７２ｉ（第二のレール対）
を構成している。

軸部７２ｂは、本体７２ａのベース１１０ａ側の一端部に設けられ、軸部７２ｃは、本
体７２ａの他端部に設けられている。軸部７２ｂ，７２ｃは、回転中心Ａｘ２（以下、回
転中心とは回転中心軸のことを示す）を中心とする円柱状に構成されている。軸部７２ｂ
は、ベース１１０ａの支持部１１０ａ２に回転中心Ａｘ２回りに回転可能に支持されてい
る。ここで、図９に示されるように、ベース１１０ａの面１１０ａ１には、三つの支持部
１１０ａ２が、回転中心Ａｘ２に沿った方向（方向Ｄ１）からの視線で仮想三角形Ｐの各
頂点に位置するように設けられている。なお、軸部７２ｃも図示されない支持部に回転可
能に支持されていてもよい。

図６〜８に示されるように、スライダ部材７３は、レール部７２ｄ〜７２ｇ（方向Ｄ１
）に沿って移動可能にレール部材７２に接続（支持）されているとともに、回転中心Ａｘ
２と交差（例えば、直交）する回転中心Ａｘ３回りに回転可能にレール部材７２に接続（
支持）されている。スライダ部材７３は、筐体７３ａと、軸部７３ｂ，７３ｃと、を有し
ている。

筐体７３ａは、レール対７２ｈとレール対７２ｉとの間に位置されている。筐体７３ａ
は、略直方体状（六面体状）に構成されている。筐体７３ａは、面７３ｄ〜７３ｉを有し
ている。面７３ｄは、レール対７２ｈに面し、面７３ｆは、レール対７２ｉに面している
。面７３ｅは、レール部７２ｄとレール部７２ｅとの間から露出され、面７３ｇは、レー
ル部７２ｆとレール部７２ｇとの間から露出されている。また、筐体７３ａには、ボール
ねじナット部７３ｋ（ねじ部材）が設けられている。ボールねじナット部７３ｋは、面７
３ｅに開口している。ボールねじナット部７３ｋは、筐体７３ａに固定されている。

軸部７３ｂは、回転中心Ａｘ３に沿って面７３ｄから突出し、軸部７３ｃは、回転中心
Ａｘ３に沿って面７３ｆから突出している。軸部７３ｂ，７３ｃは、回転中心Ａｘ３を中
心とする円柱状に構成されている。軸部７３ｂは、レール部７２ｄとレール部７２ｇとの
間に位置され、軸部７３ｃは、レール部７２ｅとレール部７２ｆとの間に位置されている
。軸部７３ｂは、レール部７２ｄとレール部７２ｇとに、レール部７２ｄ，７２ｇに沿っ
て移動可能に、接続されているとともに、回転中心Ａｘ３回りに回転可能に接続されてい
る。軸部７３ｃは、レール部７２ｅとレール部７２ｆとに、レール部７２ｅ，７２ｆに沿
って移動可能に接続されているとともに、回転中心Ａｘ３回りに回転可能に接続されてい
る。

スライダ部材７３は、駆動部７６（図６，８）によって、レール部７２ｄ〜７２ｇに沿
って移動される。図６，８に示されるように、駆動部７６は、モータ７６ａと、ボールね
じ軸７６ｂと、筐体７６ｃと、ボールねじナット部７６ｄと、を有している。

ボールねじ軸７６ｂ（ねじ部材）は、レール部７２ｄ〜７２ｇ（方向Ｄ１）に沿って延
びている。筐体７６ｃは、両端部が閉じられた円筒状に構成されている。筐体７６ｃには
、ボールねじナット部７６ｄ（ねじ部材）が設けられている。ボールねじナット部７６ｄ
は、ボール（図示されず）を介してボールねじ７７と噛み合わされている。筐体７６ｃ内
には、モータ７７ａ（図８）が収容されている。筐体７６ｃは、モータ７７ａを介して、
軸部７３ｂに連結されている。ボールねじ軸７６ｂとボールねじナット部７６ｄとは、ボ
ールねじを構成している。モータ７６ａの回転軸は、ボールねじ軸７６ｂに接続されてい
る。モータ７６ａは、例えばステッピングモータである。

モータ７６ａがボールねじ軸７６ｂを回転させると、ボールねじ軸７６ｂとボールねじ
ナット部７６ｄとによって、ボールねじ軸７６ｂの回転運動が筐体７６ｃの直線運動に変
換され、筐体７６ｃとともにスライダ部材７３が方向Ｄ１に沿って移動される。モータ７
６ａの回転軸が一方向に回転（正回転）することによって、筐体７６ｃとともにスライダ
部材７３が方向Ｄ１の一方側（例えば図１，５では上方）に移動される。また、モータ７
６ａの回転軸が他方向に回転（逆回転）することによって、筐体７６ｃとともにスライダ
部材７３が方向Ｄ１の他方側（例えば図１，５では下方）に移動される。モータ７６ａは
、回転軸の回転が停止した状態では、筐体７６ｃおよびスライダ部材７３の位置（方向Ｄ
１の位置）を保持（ロック）する。すなわち、モータ７６ａは、レール部材７２とスライ
ダ部材７３との相対的な位置（方向Ｄ１の位置）を決めることができる。モータ７６ａは
、第一のアクチュエータの一例である。

また、スライダ部材７３は、駆動部７７によって、回転中心Ａｘ３回りに回転される。
図８に示されるように、駆動部７７は、モータ７７ａを有する。モータ７７ａは、例えば
ステッピングモータである。モータ７７ａは、筐体７６ｃ内に収納され筐体７６ｃに支持
されている。モータ７７ａの回転軸は、軸部７３ｂに接続されている。モータ７７ａの回
転軸が一方向に回転（正回転）することによって、スライダ部材７３が回転中心Ａｘ３回
りの方向Ｄ２の一方側に回転される。モータ７７ａの回転軸が他方向に回転（逆回転）す
ることによって、スライダ部材７３が回転中心Ａｘ３回りの方向Ｄ２の他方向側（逆方向
）に回転される。モータ７７ａは、回転軸が停止した状態では、レール部材７２に対する
スライダ部材７３（アーム部材７４）の角度を保持（ロック）する。なお、駆動部７７は
、モータ７７ａと軸部７３ｂとの間に介在する動力伝達機構（図示されず）を有する構成
であってもよい。

アーム部材７４は、スライダ部材７３に、当該アーム部材の中心軸Ａｘ４（回転中心、
回転軸）に沿って移動可能に、接続されている。中心軸Ａｘ４の軸方向Ｄ３は、回転中心
Ａｘ２に沿った方向Ｄ１および回転中心Ａｘ３に沿った方向と交差する。図３，５，６等
に示されるように、アーム部材７４は、ボールねじ軸７４ａと、ボール部７４ｂと、を有
している。ボールねじ軸７４ａ（ねじ部材）は、スライダ部材７３のボールねじナット部
７３ｋにボール（図示されず）を介して噛み合わされた状態で、筐体７３ａ（面７３ｅ，
７３ｇ）を貫通している。ボールねじ軸７４ａは、軸方向Ｄ３に移動可能に、ボールねじ
ナット部７３ｋに接続されている。ボールねじ軸７４ａとボールねじナット部７３ｋとは
、ボールねじを構成している。

また、図３，５に示されるように、ボール部７４ｂ（連結部）は、ボールねじ軸７４ａ
の一端部に結合（固定）されている。ボール部７４ｂは、連結部材２７のボール受部２７
ｄと結合されている。アーム部材７４は、ノズル部２８を支持している。

アーム部材７４は、駆動部７８によって、中心軸Ａｘ４に沿って移動される。駆動部７
８は、モータ７８ａ（図８）と、動力伝達機構（図示されず）と、を有している。モータ
７８ａは、筐体７３ａ内に設けられて、筐体７３ａに支持されている。モータ７８ａは、
例えばステッピングモータである。モータ７８ａは、動力伝達機構を介してボールねじ軸
７４ａと連結されている。動力伝達機構は、スライダ部材７３の筐体７３ａに対して回転
可能なボールねじナット部を含むことができる。

モータ７８ａの駆動力によってボールねじ軸７４ａがボールねじナット部７３ｋに対し
て回転することにより、ボールねじ軸７４ａが中心軸Ａｘ４に沿って移動される。モータ
７８ａが一方向に回転（正回転）することにより、アーム部材７４が軸方向Ｄ３の一方側
（例えば、図８では左側）に移動され、モータ７８ａが他方向に回転（逆回転）すること
により、アーム部材７４が軸方向Ｄ３の他方側（例えば、図８では右側）に移動される。
また、モータ７８ａは、回転軸の回転が停止した状態では、スライダ部材７３に対するア
ーム部材７４の位置を保持（ロック）する。以上の構成では、アーム部材７４とスライダ
部材７３との接続部７１ａ（図１，６参照）と、アーム部材７４とノズル部２８との接続
部７１ｂ（図２，５参照）との間の距離（軸方向Ｄ３の距離）は変更可能である。モータ
７８ａは、接続部７１ａと接続部７１ｂとの相対的な位置を決めることができる。接続部
７１ａは第一の接続部の一例であり、接続部７１ｂは第二の接続部の一例であり、モータ
７８ａは、第三のアクチュエータの一例である。

また、アーム部材７４は、駆動部７６によって、スライダ部材７３と一体にレール部７
２ｄ〜７２ｇに沿って移動される。また、アーム部材７４は、駆動部７７によって、スラ
イダ部材７３と一体にレール部材７２に対して回転される。すなわち、アーム部材７４は
、スライダ部材７３に接続されるとともに、当該スライダ部材７３を介してレール部材７
２に移動可能かつ回転可能に支持されている。駆動部７７のモータ７７ａは、レール部材
７２とアーム部材７４との相対的な角度（回転中心Ａｘ３回りの角度）を決めることがで
きる。モータ７７ａは、第二のアクチュエータの一例である。

以上から分かるように、移動装置２６には、三つの駆動部７６、三つの駆動部７７、お
よび三つの駆動部７８が設けられている。これら三つの駆動部７６、三つの駆動部７７、
および三つの駆動部７８によって、駆動機構８０（図６参照）が構成されている。したが
って、駆動機構８０は、三つのモータ７６ａ、三つのモータ７７ａ、および三つのモータ
７８ａを有している。モータ７６ａ，７７ａ，７８ａは、互いに接続された二つの構成要
素（レール部材７２、スライダ部材７３、アーム部材７４）の相対的な位置および相対的
な角度のうち一方を決めることができる。例えば、モータ７６ａは、レール部材７２と、
スライダ部材７３およびアーム部材７４との相対的な位置を決めることができる。また、
モータ７７ａは、レール部材７２と、スライダ部材７３およびアーム部材７４との相対的
な角度を決めることができる。また、モータ７８ａは、スライダ部材７３とアーム部材７
４との相対的な位置を決めることができる。各部材の相対的な位置決めおよび相対的な角
度が変化する際、レール部材７２は、スライダ部材７３を介してアーム部材７４から受け
る力によって回転中心Ａｘ２回りに回転される。上記のモータ７６ａ，７７ａ，７８ａの
動作によって、移動装置２６は、ノズル部２８の位置および姿勢を変更することができる
。

ここで、ＸＹＺ座標系を用いたノズル２５の位置および姿勢について図１０を参照して
説明する。図１０において、ＸＹＺ座標系におけるベクトルＶの終点は、ノズル２５によ
る加工点（造形点）に対応し、ベクトルＶの方向はノズル２５の中心軸Ａｘ１の方向に対
応する。また、図１０において、線Ｘ１は、ベクトルＶの始点座標（ｘ，ｙ，ｚ）を通り
Ｘ軸に平行な線であり、線Ｙ１は、ベクトルＶの始点座標（ｘ，ｙ，ｚ）を通りＹ軸に平
行な線であり、線Ｚ１は、ベクトルＶの始点座標（ｘ，ｙ，ｚ）を通りＺ軸に平行な線で
ある。また、線Ｚ１とベクトルＶとの間の角度をθ１とし、線Ｘ１と線Ｙ１とを含む平面
へのベクトルＶの写像Ｅ（投影線）と、線Ｘ１と、の間の角度をθ２とする。この場合、
ベクトルＶの位置および姿勢は、ベクトルＶの始点座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、角度θ１、角
度θ２を用いて表すことができる。したがって、ノズル２５（ノズル部２８）の位置およ
び姿勢は、五自由度の駆動ができれば決定できる。本実施形態では、レール部材７２の回
転中心Ａｘ２回りに回転可能にし、スライダ部材７３を方向Ｄ１に沿って移動可能にし、
スライダ部材７３を回転中心Ａｘ３回りに回転可能にし、アーム部材７４を軸方向Ｄ３に
沿って移動可能にし、アーム部材７４とノズル部２８とを回転可能に接続することで、上
記の五自由度の駆動を実現している。

このようなノズル装置１４の造形動作の一例を、図１１を参照して説明する。まず、複
数の層１１０ｂを方向Ｄ１に沿って積み重ねる場合（図１１（ａ））、移動装置２６は、
ノズル部２８を、中心軸Ａｘ１が方向Ｄ１に沿ってかつ端部６１ｃがベース１１０ａ側に
向いた姿勢にする。そして、移動装置２６は、当該姿勢のノズル部２８によるレーザ光Ｌ
の出射および材料１２１の噴射位置が移動するように、当該ノズル部２８を移動させる。
このようにして形成した複数の層１１０ｂの側面（方向Ｄ１と交差する面）に層１１０ｂ
を形成する場合、移動装置２６は、ノズル部２８を、例えば、中心軸Ａｘ１が方向Ｄ１と
交差（例えば直交）しかつ端部６１ｃが当該側面側に向いた姿勢にする（図１１（ｂ））
。次に、移動装置２６は、ノズル部２８の当該姿勢を保持したまま、ノズル部２８による
レーザ光Ｌの出射および材料１２１の噴射位置が移動するように、当該ノズル部２８を移
動させる。これにより、複数の層１１０ｂの側面（方向Ｄ１と交差する面）に層１１０ｂ
を形成（壁面造形）することができる（図１１（ｃ））。

また、移動装置２６は、各アーム部材７４において、アーム部材７４とスライダ部材７
３との接続部７１ａと、アーム部材７４とノズル部２８との接続部７１ｂ間の距離を一定
に保持した状態で、ノズル部２８の位置を変更することができる。この場合、スライダ部
材７３の方向Ｄ１に沿った移動やスライダ部材７３の回転中心Ａｘ３回りの回転、アーム
部材７４の回転中心回りの回転が行われる。この場合、ノズル部２８の姿勢は一定に保持
される。また、移動装置２６は、スライダ部材７３の方向Ｄ１の位置を保持した状態でア
ーム部材７４を軸方向Ｄ３に沿って移動させることにより、ノズル部２８を軸方向Ｄ３に
沿って移動させることができる。また、移動装置２６は、アーム部材７４で囲まれる空間
のベース１１０ａとは反対側にノズル部２８を位置させることができる。

以上説明した本実施形態のノズル部２８は、三つ以上（例えば三つ）のレール部材７２
と、三つ以上（例えば三つ）のスライダ部材７３と、三つ以上（例えば三つ）のアーム部
材７４と、ノズル部２８と、駆動機構８０と、を備えている。三つ以上のレール部材７２
には、互いに略平行なレール部７２ｄ〜７２ｇがそれぞれ設けられている。三つ以上のス
ライダ部材７３は、レール部７２ｄ〜７２ｇに沿って移動可能にレール部材７２のそれぞ
れに接続されている。三つ以上のアーム部材７４は、それぞれスライダ部材７３に接続さ
れるとともに、それぞれ当該スライダ部材７３を介してレール部材７２のそれぞれに移動
可能かつ回転可能に支持されている。ノズル部２８は、三つ以上のアーム部材７４と回転
可能に接続され、粉末状（あるいは線状）の材料１２１を噴射するとともにレーザ光Ｌ（
エネルギ線）を照射する。駆動機構８０は、構成要素としてのレール部材７２、構成要素
としてのスライダ部材７３、および構成要素としてのアーム部材７４のうち互いに接続さ
れた二つの構成要素の組み合わせのそれぞれについて、当該二つの構成要素の相対的な位
置および相対的な角度のうち一方を決める少なくとも五つのモータ７６ａ，７７ａ，７８
ａ（アクチュエータ）を含む。よって、ノズル部２８（ノズル２５）を動かす新規な構成
のノズル装置１４および積層造形装置１を得ることができる。したがって、ノズル部２８
による造形物１００の造形中に造形物１００をノズル部２８に対して移動させずに済む。
よって、例えば、ノズル部２８による造形物１００の造形中に造形物１００に移動による
揺れが発生するのを抑制することができる。これにより、造形物１００の形状精度が向上
されやすい。また、ノズルを固定し、ステージや造形物を移動させる構成の場合、ステー
ジの移動範囲が広い上、重量物を移動する分、駆動機構が大掛かりになる。造形物は、造
形が進むに連れて重くなるため、その重量増加による機動性の低下も造形スピードと造形
精度の減少の原因になる。また、ノズルをロボットアームで動かす構成の場合、各アーム
の屈曲姿勢を考慮すると、各アームの３次元的な移動範囲は造形領域の外側に広がりやす
い。これに対し、本実施形態の駆動機構８０では、例えば、アーム部材７４やノズル部２
８の移動範囲は、造形領域Ｓに近い範囲内に収められる。よって、本実施形態によれば、
例えば、ステージや造形物を移動させる構成や、ロボットアームでノズルを動かす構成に
比べて、よりコンパクトに構成されうる。また、本実施形態の移動装置２６は、三つの同
様な構造を有する支持機構７１から構成される。このため、移動装置２６全体の構造がシ
ンプルになり、コスト低減の効果も見込める。さらに、光源４１と材料供給装置１３は、
ノズル２５から離間されて設置されている。つまり、ノズル２５にそれらを直接備え付け
る必要がなく、ノズル２５の軽量化が図れる。これにより、ノズル２５の機動性が向上し
、造形スピードと造形精度の向上が実現できる。

また、駆動機構８０は、レール部材７２とスライダ部材７３との相対的な位置を決める
モータ７６ａ（第一のアクチュエータ）を含む。よって、レール部材７２とスライダ部材
７３との相対的な位置をモータ７６ａによって決めることができる。

また、駆動機構８０は、レール部材７２とアーム部材７４との相対的な角度を決めるモ
ータ７７ａ（第二のアクチュエータ）を含む。よってレール部材７２とアーム部材７４と
の相対的な角度を決めるモータ７７ａによって決めることができる。

また、レール部材７２は、レール部７２ｄ〜７２ｇの延びた方向に沿った回転中心Ａｘ
２回りに回転可能に設けられている。よって、回転中心Ａｘ２回りに、レール部材７２と
スライダ部材７３とアーム部材７４とを一体に回転させることができる。

また、ノズル部２８は、アーム部材７４とスライダ部材７３との接続部７１ａ（第一の
接続部）とアーム部材７４とノズル部２８との接続部７１ｂ（第二の接続部）との間の距
離を変更可能に構成されている。駆動機構８０は、接続部７１ａと接続部７１ｂとの相対
的な位置を決めるモータ７８ａ（第三のアクチュエータ）を含む。よって、モータ７８ａ
によって、接続部７１ａと接続部７１ｂとの相対的な位置を決めることができる。

また、アーム部材７４は、スライダ部材７３に移動可能に接続されている。よって、ス
ライダ部材７３を移動させることにより、アーム部材７４とノズル部２８との接続部７１
ｂを移動させることができる。

また、ノズル部２８に、レーザ光Ｌが照射された材料１２１を冷却する冷却部３５の少
なくとも一部（通路６１ａ）が設けられている。よって、例えば壁面造形の際に、レーザ
光Ｌの照射によって溶融した材料１２１を、冷却部３５の冷却によって固化することによ
り、材料１２１が垂れるのを抑制することができる。

また、光源４１がノズル部２８に設けられていないので、その分ノズル部２８を軽量化
しやすいので、モータ７６ａ，７７ａ，７８ａに掛かる負荷を低減しやすい。これにより
、ノズル部２８の位置決め精度を向上しやすい。

また、ノズル部２８が造形物１００から離間した状態で造形を行うので、移動装置２６
に造形物１００からの反力（負荷）が作用しない。よって、移動装置２６を軽量化しやす
い。

また、ノズル装置１４は、ノズル部２８と三つの支持機構７１とに分解することができ
る。よって、ノズル装置１４の運搬がしやすい。

また、レール部材７２をベース１１０ａから取り外すとともに、ノズル部２８から供給
管３４やケーブル２１０等を取り外すことにより、ノズル装置１４を取り外すことができ
る。

また、三つの支持機構７１が互いに同じ構成であるので、三つの支持機構７１の動きの
制御がしやすい。

また、三つの支持機構７１が仮想三角形Ｐの各頂点に位置されるので、各支持機構７１
の制御が比較的やりやすい。

なお、本実施形態では、三つのレール部材７２が造形中の造形物１００を囲む位置に位
置された構成を説明したが、これに限るものではない。三つのレール部材７２は、図１２
に示されるように、造形中の造形物１００を囲まない位置に位置されていてもよい。また
、積層造形装置１は、造形物１００にオーバーハング部を造形し、当該オーバーハング部
の下方から上向きに材料１２１を噴射あるいは押し出して、当該オーバーハング部の下部
に層１１０ｂを追加で造形することが可能である。

（第１の変形例）
本変形例の積層造形装置１Ａは、積層造形装置１と同様の構成を備える。但し、本変形
例の積層造形装置１Ａは、三つのレール部材７２の配置が変更可能に構成された点が積層
造形装置１に対して主に異なる。

図１３に示されるように、本変形例では、レール部材７２毎に複数（図１３の例では三
つ）の支持部１１０ａ２がベース１１０ａに設けられている。一つのレール部材７２に対
応する複数の支持部１１０ａ２は、レール部７２ｄ〜７２ｇに沿った方向（方向Ｄ１）と
交差（直交）する方向に互いに間隔を空けて設けられている。

上記構成では、一つ以上のレール部材７２の設置位置（支持部１１０ａ２）を変更する
ことにより、三つのレール部材７２の配置を変更することができる。よって、例えば、造
形する造形物１００の大きさに応じて三つのレール部材７２間の距離を変更することがで
きる。よって、大きさが比較的小さい造形物１００の場合、三つのレール部材７２間の距
離が短くなるようにレール部材７２を配置することにより、ノズル部２８の重量によるア
ーム部材７４の撓みが抑制されやすい。なお、一つ以上のレール部材７２の設置位置が変
更可能であれば、三つのレール部材７２の配置が変更可能であるので、三つ全てのレール
部材７２の設置位置が変更可能な構成に限るものではない。つまり、一つまたは二つのレ
ール部材７２の設置位置が変更可能である構成であってもよい。

（第２の変形例）
本変形例の積層造形装置１Ｂは、積層造形装置１と同様の構成を備える。但し、本変形
例の積層造形装置１Ｂは、三つのレール部材７２の配置が変更可能に構成された点が積層
造形装置１に対して主に異なる。

図１４に示されるように、本変形例では、レール部材７２毎に、ベース１１０ａにスラ
イダ部材９０が設けられている。スライダ部材９０には、支持部１１０ａ２が設けられて
いる。支持部１１０ａ２にレール部材７２が支持されている。

ベース１１０ａには、凹状の支持部１１０ａ３が設けられている。支持部１１０ａ３の
底面には、レール部１１０ａ４が設けられている。支持部１１０ａ３およびレール部１１
０ａ４は、レール部７２ｄ〜７２ｇに沿った方向（方向Ｄ１）と交差（直交）する方向に
延びている。スライダ部材９０は、レール部１１０ａ４に沿って移動可能に、レール部１
１０ａ４に支持されている。スライダ部材９０は、手動で移動させても良いし、モータ等
の駆動源の駆動力によって移動させてもよい。

上記構成では、一つ以上のレール部材７２の設置位置（支持部１１０ａ２）を、スライ
ダ部材９０を移動させて変更することにより、三つのレール部材７２の配置を変更するこ
とができる。よって、第１の変形例と同様の効果を奏することができる。また、例えば、
各レール部材７２を所定の位置（造形位置）に位置させた状態で造形物１００の造形を行
い、造形物１００が完了した場合に、各レール部材７２同士の距離が造形位置の場合より
も長くなる位置（退避位置）にレール部材７２が位置するように、スライダ部材９０を手
動または駆動源を用いて自動で動かしてもよい。これにより、完成した造形物１００が取
り出しやすくなる。

（第３の変形例）
本変形例の積層造形装置１Ｃは、積層造形装置１と同様の構成を備える。但し、本変形
例の積層造形装置１Ｃは、供給管３４とケーブル２１０とがアーム部材７４の中を通って
いる点が積層造形装置１に対して主に異なる。

図１５に示されるように、アーム部材７４は、ボールねじ軸７４ａとボール部７４ｂと
の他に、筒部材７４ｃと接続部材７４ｄとを有している。

接続部材７４ｄは、ボール部７４ｂに接続（固定）されている。接続部材７４ｄは、壁
部７４ｇ〜７４ｉを有している。壁部７４ｇは、ボール部７４ｂに結合されている。壁部
７４ｈは、壁部７４ｇの反対側に位置されている。壁部７４ｈは、壁部７４ｇと壁部７４
ｈとに亘って設けられている。壁部７４ｈ，７４ｉには、開口部７４ｋ，７４ｍが設けら
れている。開口部７４ｋ，７４ｍは、接続部材７４ｄの内部と連通している。

ボールねじ軸７４ａは、筒状に構成されている。ボールネジ軸７４ａのボール部７４ｂ
側の端部には、フランジ７４ｅが設けられている。ボールねじ軸７４ａは、開口部７４ｋ
に挿入されており、フランジ７４ｅは、接続部材７４ｄの内部に位置されている。フラン
ジ７４ｅは、壁部７４ｈの内面に面している。ボールねじ軸７４ａは、接続部材７４ｄと
相対的に回転可能に接続部材７４ｄに接続されている。

筒部材７４ｃは、ボールねじ軸７４ａの内部に入れられている。筒部材７４ｃは、ボー
ルねじ軸７４ａに沿った筒状に構成されている。筒部材７４ｃは、ボールねじ軸７４ａに
と相対的に回転可能に設けられている。筒部材７４ｃとボールねじ軸７４ａとの間に、軸
受部材が設けられていてもよい。また、筒部材７４ｃのボール部７４ｂ側の端部には、フ
ランジ７４ｆが設けられている。フランジ７４ｆは、フランジ７４ｅに重ねられている。
筒部材７４ｃは、接続部材７４ｄに固定されている。

供給管３４とケーブル２１０とは、筒部材７４ｃの内部、接続部材７４ｄの内部、およ
び開口部７４ｍを通って、ノズル２５に至る。供給管３４は、複数のアーム部材７４の少
なくとも一つに設けられていればよい。また、ケーブル２１０も、複数のアーム部材７４
の少なくとも一つに設けられていればよい。また、供給管３４とケーブル２１０とは、本
変形例のように同じアーム部材７４に設けられていてもよいし、互いに異なるアーム部材
７４に設けられていてもよい。供給管３４は、材料１２１の通路の一例であり、ケーブル
２１０は、レーザ光Ｌ（エネルギ線）の伝送路の一例である。

以上説明したように、複数のアーム部材７４の少なくとも一つに、材料１２１の供給管
３４（通路）が設けられ、複数のアーム部材７４の少なくとも一つに、レーザ光Ｌのケー
ブル２１０（伝送路）が設けられている。よって、供給管３４とケーブル２１０とが保護
されやすい。

なお、上記実施形態および変形例では、例えば、供給装置３１が種類の異なる複数の材
料１２１をノズル２５に供給して、ノズル２５から複数の異なる材料１２１を選択的に供
給し、複数の材料１２１の比率を調整（変更）するようにしてもよい。これにより、造形
物１００の位置（場所）によって複数の材料１２１の比率が変化（漸減または漸増）する
傾斜材料（傾斜機能材料）を造形することができる。具体的には、例えば、層１１０ｂの
形成に際し、制御装置１７が、造形物１００の三次元座標の各位置に対応して設定された
（記憶された）材料１２１の比率となるように、供給装置３１を制御することにより、造
形物１００を、材料１２１の比率が三次元の任意の方向に変化する傾斜材料（傾斜機能材
料）として造形することが可能である。単位長さあたりの材料１２１の比率の変化量（変
化率）も、種々に設定することが可能である。この場合、材料毎に供給管３４を設けても
よいし、供給管３４の内部を仕切って供給管３４の内部に材料毎の通路を設けてもよい。
また、供給装置３１の内部に混合部を設け、当該混合部によって種類の異なる複数の材料
１２１を予め混合し、混合した複数の材料１２１をノズル２５に供給してもよい。

以上説明したとおり、上記実施形態および変形例によれば、ノズル部２８（ノズル２５
）を動かす新規な構成のノズル装置１４および積層造形装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを得る
ことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その
他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の
省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や
要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる
。

例えば、支持機構７１（レール部材７２、スライダ部材７３、アーム部材７４等）は、
三つ以上であればよく、四つ等であってもよい。支持機構７１が四つの場合には、例えば
仮想四角形の頂点にレール部材７２を配置してもよい。また、光源４１は、ノズル２５に
設けられていてもよい。また、冷却部として、ノズル２５に送風ファンを設けて、当該送
風ファンの送風によって、溶融した材料１２１を冷却するようにしてもよい。また、接続
部７１ａと接続部７１ｂとの間の距離を変更する構成としては、アーム部材７４が伸縮す
るものであってもよい。また、駆動機構８０は、アーム部材７４（構成要素）とノズル部
２８（構成要素）との相対的な角度を決めるモータ（アクチュエータ）を有していてもよ
い。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…積層造形装置、１３…材料供給装置、１４…ノズル装置、２８
…ノズル部（構成要素）、３４…供給管（通路、管）、３５…冷却部、４１…光源（エネ
ルギ線発生源）、６１ａ…通路（冷却部の一部）、７１ａ…接続部（第一の接続部）、７
１ｂ…接続部（第二の接続部）、７２ｄ〜７２ｇ…レール部、７２…レール部材（構成要
素）、７３…スライダ部材（構成要素）、７４…アーム部材（構成要素）、７６ａ…モー
タ（第一のアクチュエータ）、７７ａ…モータ（第二のアクチュエータ）、７８ａ…モー
タ（第三のアクチュエータ）、８０…駆動機構、１００…造形物、１２１…材料、２１０
…ケーブル（伝送路）、Ａｘ２…回転中心（回転中心軸）、Ｌ…レーザ光（エネルギ線、
光線）。

Claims (14)

1. 互いに略平行なレール部がそれぞれ設けられ、前記レール部の延びた方向に沿った回転
   中心軸回りに回転可能に設けられた三つ以上のレール部材と、
   前記レール部に沿って移動可能に前記レール部材のそれぞれに接続された三つ以上のス
   ライダ部材と、
   それぞれ前記スライダ部材に接続されるとともに、それぞれ当該スライダ部材を介して
   前記レール部材のそれぞれに移動可能かつ回転可能に支持された三つ以上のアーム部材と
   、
   前記三つ以上のアーム部材と回転可能に接続され、材料を射出するノズル部と、
   構成要素としての前記レール部材、構成要素としての前記スライダ部材、構成要素とし
   ての前記アーム部材、および構成要素としての前記ノズル部のうち互いに接続された二つ
   の前記構成要素の組み合わせのそれぞれについて当該二つの構成要素の相対的な位置およ
   び相対的な角度のうち一方を決める、少なくとも五つのアクチュエータを含む駆動機構と
   、
   を備えた積層造形装置用のノズル装置。
2. 互いに略平行なレール部がそれぞれ設けられた三つ以上のレール部材と、
   前記レール部に沿って移動可能に前記レール部材のそれぞれに接続された三つ以上のス
   ライダ部材と、
   それぞれ前記スライダ部材に接続されるとともに、それぞれ当該スライダ部材を介して
   前記レール部材のそれぞれに移動可能かつ回転可能に支持された三つ以上のアーム部材と
   、
   前記三つ以上のアーム部材と回転可能に接続され、材料を射出するノズル部と、
   構成要素としての前記レール部材、構成要素としての前記スライダ部材、構成要素とし
   ての前記アーム部材、および構成要素としての前記ノズル部のうち互いに接続された二つ
   の前記構成要素の組み合わせのそれぞれについて当該二つの構成要素の相対的な位置およ
   び相対的な角度のうち一方を決める、少なくとも五つのアクチュエータを含む駆動機構と
   、
   を備え、
   複数の前記アーム部材のうち少なくとも一つに、前記材料の通路が設けられた、積層造
   形装置用のノズル装置。
3. 前記レール部材は、前記レール部の延びた方向に沿った回転中心軸回りに回転可能に設
   けられた、請求項２に記載のノズル装置。
4. 前記駆動機構は、前記レール部材と前記スライダ部材との相対的な位置を決める第一の
   前記アクチュエータを含む、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
5. 前記駆動機構は、前記レール部材と前記アーム部材との相対的な角度を決める第二の前
   記アクチュエータを含む、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
6. 前記アーム部材と前記スライダ部材との第一の接続部と前記アーム部材と前記ノズル部
   との第二の接続部との間の距離を変更可能に構成され、
   前記駆動機構は、前記第一の接続部と前記第二の接続部との相対的な位置を決める第三
   の前記アクチュエータを含む、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
7. 前記アーム部材は、前記スライダ部材に移動可能に接続された、請求項１〜６のうちい
   ずれか一つに記載のノズル装置。
8. 前記レール部材は、前記材料の射出による造形中の造形物を囲む位置に位置された、請
   求項１〜７のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
9. 前記レール部材の配置が変更可能に構成された、請求項１〜８のうちいずれか一つに記
   載のノズル装置。
10. 前記ノズル部に、材料を冷却する冷却部の少なくとも一部が設けられた、請求項１〜９
    のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
11. 前記材料は、粉体である、請求項１〜１０のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
12. 前記材料は、線材である、請求項１〜１０のうちいずれか一つに記載のノズル装置。
13. 請求項１〜１２のうちいずれか一つに記載のノズル装置と、
    材料供給装置と、
    を備えた積層造形装置。
14. 前記材料供給装置は、管を備え、
    前記材料は、前記管の内部を通って前記ノズルに供給される、請求項１３に記載の積層
    造形装置。

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