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(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】P2024154036
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】可塑化装置
(51)【国際特許分類】
B29C 45/48 20060101AFI20241023BHJP
【ＦＩ】
B29C45/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023067626
(22)【出願日】2023-04-18
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】中村 和英
(72)【発明者】
【氏名】橋本 大毅
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206JA07
4F206JD04
4F206JL02
4F206JM01
4F206JN03
4F206JQ11
4F206JQ16
4F206JQ31
(57)【要約】
【課題】安定した可塑化性能を有する可塑化装置を提供すること。
【解決手段】材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化装置であって、溝が形成された溝形成面を有し、回転軸を中心として回転するスクリューと、前記回転軸に沿った方向において前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記可塑化材料を外部に流出させる連通孔が設けられたバレルと、前記溝形成面と前記対向面との間に供給された前記材料を加熱するヒーターと、前記スクリューを収容するケースと、を備え、前記スクリューには、前記溝形成面とは反対側の面から前記溝に連通し、壁面で囲われた第１貫通穴が形成されており、前記材料は、供給経路及び前記第１貫通穴を通って、前記溝に供給され、前記回転軸に沿った方向において、前記第１貫通穴の入口と、前記供給経路の末端のうち前記スクリューに近い末端に設けられた材料投入口との間に空間が設けられている。
【選択図】図８
【解決手段】材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化装置であって、溝が形成された溝形成面を有し、回転軸を中心として回転するスクリューと、前記回転軸に沿った方向において前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記可塑化材料を外部に流出させる連通孔が設けられたバレルと、前記溝形成面と前記対向面との間に供給された前記材料を加熱するヒーターと、前記スクリューを収容するケースと、を備え、前記スクリューには、前記溝形成面とは反対側の面から前記溝に連通し、壁面で囲われた第１貫通穴が形成されており、前記材料は、供給経路及び前記第１貫通穴を通って、前記溝に供給され、前記回転軸に沿った方向において、前記第１貫通穴の入口と、前記供給経路の末端のうち前記スクリューに近い末端に設けられた材料投入口との間に空間が設けられている。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化装置であって、
溝が形成された溝形成面を有し、回転軸を中心として回転するスクリューと、
前記回転軸に沿った方向において前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記可塑化材料を外部に流出させる連通孔が設けられたバレルと、
前記溝形成面と前記対向面との間に供給された前記材料を加熱するヒーターと、
前記スクリューを収容するケースと、を備え、
前記材料を前記溝に供給する供給経路が設けられており、
前記スクリューには、前記溝形成面とは反対側の面から前記溝に連通し、壁面で囲われた第１貫通穴が形成されており、
前記材料は、前記供給経路及び前記第１貫通穴を通って、前記溝に供給され、
前記回転軸に沿った方向において、前記第１貫通穴の入口と、前記供給経路の末端のうち前記スクリューに近い末端に設けられた材料投入口との間に空間が設けられており、
前記スクリューが１回転している期間に、前記第１貫通穴の入口と、前記空間とは連通している、
可塑化装置。
溝が形成された溝形成面を有し、回転軸を中心として回転するスクリューと、
前記回転軸に沿った方向において前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記可塑化材料を外部に流出させる連通孔が設けられたバレルと、
前記溝形成面と前記対向面との間に供給された前記材料を加熱するヒーターと、
前記スクリューを収容するケースと、を備え、
前記材料を前記溝に供給する供給経路が設けられており、
前記スクリューには、前記溝形成面とは反対側の面から前記溝に連通し、壁面で囲われた第１貫通穴が形成されており、
前記材料は、前記供給経路及び前記第１貫通穴を通って、前記溝に供給され、
前記回転軸に沿った方向において、前記第１貫通穴の入口と、前記供給経路の末端のうち前記スクリューに近い末端に設けられた材料投入口との間に空間が設けられており、
前記スクリューが１回転している期間に、前記第１貫通穴の入口と、前記空間とは連通している、
可塑化装置。
【請求項2】
前記溝は、前記溝の末端のうち前記スクリューの周縁に近い第１端から、前記第１端よりも前記スクリューの中心に近い第２端まで延びる渦状の溝であり、
前記回転軸に沿った方向から見たときに、前記第１貫通穴の出口は前記第１端に位置する、
請求項１に記載の可塑化装置。
前記回転軸に沿った方向から見たときに、前記第１貫通穴の出口は前記第１端に位置する、
請求項１に記載の可塑化装置。
【請求項3】
前記溝形成面とは反対側の面に、前記空間の一部である凹部が形成されており、
前記凹部の底面に、前記第１貫通穴の入口が位置しており、
前記回転軸に沿った方向からみたときに、前記凹部の面積は、前記第１貫通穴の面積よりも大きい、
請求項１に記載の可塑化装置。
前記凹部の底面に、前記第１貫通穴の入口が位置しており、
前記回転軸に沿った方向からみたときに、前記凹部の面積は、前記第１貫通穴の面積よりも大きい、
請求項１に記載の可塑化装置。
【請求項4】
前記凹部の底面は、前記第１貫通穴に向かって前記凹部の深さが深くなるように傾斜した傾斜面を有する、
請求項３に記載の可塑化装置。
請求項３に記載の可塑化装置。
【請求項5】
前記凹部は、前記スクリューの外周に沿って延在し、
前記凹部の長さは、前記スクリューの外周の長さの半分以下である、
請求項３に記載の可塑化装置。
前記凹部の長さは、前記スクリューの外周の長さの半分以下である、
請求項３に記載の可塑化装置。
【請求項6】
前記凹部は、前記回転軸に沿った方向において、前記凹部の境界である第１辺から第２辺まで前記スクリューの外周に沿って延在し、
前記第１辺は、前記第２辺よりも前記スクリューの回転方向の前方に位置し、
前記凹部における前記第１貫通穴の入口は、前記第１辺よりも前記第２辺の近くに位置する、
請求項３に記載の可塑化装置。
前記第１辺は、前記第２辺よりも前記スクリューの回転方向の前方に位置し、
前記凹部における前記第１貫通穴の入口は、前記第１辺よりも前記第２辺の近くに位置する、
請求項３に記載の可塑化装置。
【請求項7】
前記ケースには、前記スクリューを収納する収納穴が設けられており、
前記スクリューの前記溝形成面とは反対側の面の少なくとも一部は、前記収納穴から突出しており、
前記収納穴の周縁部は、面取りされている、
請求項１に記載の可塑化装置。
前記スクリューの前記溝形成面とは反対側の面の少なくとも一部は、前記収納穴から突出しており、
前記収納穴の周縁部は、面取りされている、
請求項１に記載の可塑化装置。
【請求項8】
前記溝には、第２貫通穴が形成されており、
前記第２貫通穴には、前記溝の内部の圧力を調整する圧力調整部が配置されている、
請求項１に記載の可塑化装置。
前記第２貫通穴には、前記溝の内部の圧力を調整する圧力調整部が配置されている、
請求項１に記載の可塑化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可塑化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成型機を小型化するために、在来のスクリューをローターに置き換えた可塑化装置が提案されている。例えば、特許文献１には、螺旋溝が形成された溝形成面としての端面を有するローターと、溝形成面に対向する対向面としての凸円錐面を有し、ヒーターおよび連通孔が設けられたバレルとを備えた可塑化送出装置が開示されている。当該文献によれば、可塑化送出装置への材料の供給は、ローターの径方向外側端部から供給される、としている。径方向外側端部は、螺旋溝の末端がローターの外周側面で開口した部分であり、供給口ともいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０－２４１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の可塑化送出装置では、安定した可塑化が困難であるという課題があった。詳しくは、特許文献１の可塑化送出装置では、ローターが１回転して、ローターの外周側面の供給口と、ホッパーに連通した投入口とが重なったときに供給口に材料が供給される構成であるため、ローターの外周側面と、ローターを収容するケースとの間に、すり潰れた材料が入り込み、ローターの回転を阻害してしまう虞があった。
つまり、安定した可塑化性能を有する可塑化装置が求められていた。
つまり、安定した可塑化性能を有する可塑化装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願に係る一態様の可塑化装置は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化装置であって、溝が形成された溝形成面を有し、回転軸を中心として回転するスクリューと、前記回転軸に沿った方向において前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記可塑化材料を外部に流出させる連通孔が設けられたバレルと、前記溝形成面と前記対向面との間に供給された前記材料を加熱するヒーターと、前記スクリューを収容するケースと、を備え、前記材料を前記溝に供給する供給経路が設けられており、前記スクリューには、前記溝形成面とは反対側の面から前記溝に連通し、壁面で囲われた第１貫通穴が形成されており、前記材料は、前記供給経路及び前記第１貫通穴を通って、前記溝に供給され、前記回転軸に沿った方向において、前記第１貫通穴の入口と、前記供給経路の末端のうち前記スクリューに近い末端に設けられた材料投入口との間に空間が設けられており、前記スクリューが１回転している期間に、前記第１貫通穴の入口と、前記空間とは連通している。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】実施形態１に係る三次元造形装置の概略構成図。
【図2】可塑化装置の概略構成を示す要部の断面図。
【図3】フラットスクリューを溝形成面側から見た斜視図。
【図4】バレルの平面図。
【図5】材料吸引時の一態様を示す断面図。
【図6】材料圧送時の一態様を示す断面図。
【図7】フラットスクリューを背面側から見た斜視図。
【図8】材料の供給経路の構造を示す斜視図。
【図9】実施形態２に係るフラットスクリューを溝形成面側から見た斜視図。
【図10】圧力調整部の周辺部位における断面斜視図。
【図11】異なる態様のフラットスクリューの平面図。
【図12】実施形態３に係る射出成型装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
実施形態１
＊＊＊三次元造形装置の概要＊＊＊
図１は、実施形態１に係る三次元造形装置の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の三次元造形装置３００は、可塑化材料からなる造形材料を生成して吐出する可塑化装置１００と、造形材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０と、ノズル部１１４とステージ２１０との相対位置を変更する位置変更部２３０と、制御部１９０などから構成される。
＊＊＊三次元造形装置の概要＊＊＊
図１は、実施形態１に係る三次元造形装置の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の三次元造形装置３００は、可塑化材料からなる造形材料を生成して吐出する可塑化装置１００と、造形材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０と、ノズル部１１４とステージ２１０との相対位置を変更する位置変更部２３０と、制御部１９０などから構成される。
【0008】
ステージ２１０は、ノズル部１１４に対向する位置に配置されている。本実施形態では、ノズル部１１４に対向するステージ２１０の造形面２１５は、Ｘ，Ｙ方向、すなわち水平方向に平行となるように配置される。三次元造形装置３００は、三次元造形時において、ノズル部１１４の先端からステージ２１０の造形面２１５に向けて造形材料を吐出させて層を積層することによって三次元造形物を造形する。
ステージ２１０には、加熱部としてステージヒーター２１３が備えられている。ステージヒーター２１３は、ステージ２１０上に吐出された造形材料の温度が急激に低下することを抑制する。
ステージ２１０には、加熱部としてステージヒーター２１３が備えられている。ステージヒーター２１３は、ステージ２１０上に吐出された造形材料の温度が急激に低下することを抑制する。
【0009】
位置変更部２３０は、ノズル部１１４とステージ２１０との相対位置を変化させる。本実施形態では、ノズル部１１４の位置が固定されており、位置変更部２３０は、ステージ２１０を移動させる。位置変更部２３０は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ２１０をＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸方向に移動させる３軸ポジショナーによって構成される。
制御部１９０は、可塑化装置１００、位置変更部２３０を含む三次元造形装置３００の動作を統括制御する制御装置である。制御部１９０は、ＣＰＵとメモリーとを備えるコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、三次元造形装置３００の各部を制御する。なお、制御部１９０は、回路によって構成されていても良い。また、三次元造形装置３００の各部には、電源部から電力が供給されているが、図示を省略している。
制御部１９０は、可塑化装置１００、位置変更部２３０を含む三次元造形装置３００の動作を統括制御する制御装置である。制御部１９０は、ＣＰＵとメモリーとを備えるコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、三次元造形装置３００の各部を制御する。なお、制御部１９０は、回路によって構成されていても良い。また、三次元造形装置３００の各部には、電源部から電力が供給されているが、図示を省略している。
【0010】
位置変更部２３０は、制御部１９０の制御下において、ノズル部１１４とステージ２１０との相対的な位置関係を変更する。なお、ノズル部１１４の移動とは、ノズル部１１４を含む可塑化装置１００をステージ２１０に対して相対的に移動させることを意味する。
換言すれば、三次元造形装置３００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を吐出するノズル部１１４と、材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０とを備える。
換言すれば、三次元造形装置３００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を吐出するノズル部１１４と、材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０とを備える。
【0011】
なお、位置変更部２３０によってステージ２１０を移動させる構成の代わりに、ステージ２１０の位置が固定された状態で、位置変更部２３０がステージ２１０に対してノズル部１１４を移動させる構成であっても良い。
または、位置変更部２３０によってステージ２１０をＺ方向に移動させ、ノズル部１１４をＸ，Ｙ方向に移動させる構成や、位置変更部２３０によってステージ２１０をＸ，Ｙ方向に移動させ、ノズル部１１４をＺ方向に移動させる構成が採用されても良い。これらの構成であっても、ノズル部１１４とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。
または、位置変更部２３０によってステージ２１０をＺ方向に移動させ、ノズル部１１４をＸ，Ｙ方向に移動させる構成や、位置変更部２３０によってステージ２１０をＸ，Ｙ方向に移動させ、ノズル部１１４をＺ方向に移動させる構成が採用されても良い。これらの構成であっても、ノズル部１１４とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。
【0012】
＊＊＊可塑化装置の概略構成＊＊＊
図２は、可塑化装置の概略構成を示す要部の断面図である。
図２に示すように、可塑化装置１００は、材料貯留部９０、フラットスクリュー２０、バレル５０、ヒーター５８、吸引送出部７０などから構成される。図２では、バレル５０の下部に、可塑化された材料を吐出するノズル部１１４が取付けられている。
図２は、可塑化装置の概略構成を示す要部の断面図である。
図２に示すように、可塑化装置１００は、材料貯留部９０、フラットスクリュー２０、バレル５０、ヒーター５８、吸引送出部７０などから構成される。図２では、バレル５０の下部に、可塑化された材料を吐出するノズル部１１４が取付けられている。
【0013】
可塑化装置１００は、材料貯留部９０からフラットスクリュー２０とバレル５０との間に供給される材料を、フラットスクリュー２０とバレル５０とヒーター５８とによって可塑化して造形材料を生成し、ノズル部１１４から射出する。なお、図２において、フラットスクリュー２０の回転軸を中心線６０としている。また、「可塑化」とは、溶融を含む概念であり、固体から流動性を有する状態に変化させることである。具体的には、ガラス転移が起こる材料の場合、可塑化とは、材料の温度をガラス転移点以上にすることである。ガラス転移が起こらない材料の場合、可塑化とは、材料の温度を融点以上にすることである。
【0014】
材料貯留部９０は、ホッパーであり、造形用の材料が収容される。造形用の材料として、例えば、ペレット状に形成された熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などが用いられる。また、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone）に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックも用いることができる。
【0015】
材料貯留部９０の下方には、パイプ部９１が設けられている。パイプ部９１は、ケース８１の内部に設けられた供給経路９２に接続されている。供給経路９２の下端は、材料の投入口９３となっている。
材料貯留部９０の材料は、パイプ部９１から供給経路９２を通り、投入口９３からフラットスクリュー２０の背面２８の凹部２５に供給される。凹部２５に供給された材料は、第１貫通穴としての貫通穴２６を通って、フラットスクリュー２０の溝形成面２１の溝２３に供給される。
材料貯留部９０の材料は、パイプ部９１から供給経路９２を通り、投入口９３からフラットスクリュー２０の背面２８の凹部２５に供給される。凹部２５に供給された材料は、第１貫通穴としての貫通穴２６を通って、フラットスクリュー２０の溝形成面２１の溝２３に供給される。
【0016】
フラットスクリュー２０は、ローター、スクロール、または単にスクリューともいう。フラットスクリュー２０は、駆動モーター９６およびローター減速機９７により構成されるローター駆動部９８によって、Ｚ軸方向に沿った中心線６０を回転軸として回転駆動される。ローター駆動部９８によるフラットスクリュー２０の回転は、制御部１９０（図１）により制御される。フラットスクリュー２０と、ローター減速機９７とは、収容部８０に収容されている。収容部８０は、ケース８１と上部カバー８２とを有している。
ケース８１は、フラットスクリュー２０を収納する収納穴８４を備えており、フラットスクリュー２０を回動可能に収納する。上部カバー８２は、フラットスクリュー２０及びローター減速機９７を上から覆うように、ケース８１の上部に配置される部材である。
駆動モーター９６は、その出力軸を中心線６０と一致させた状態で、上部カバー８２の上部に配置されている。
ケース８１は、フラットスクリュー２０を収納する収納穴８４を備えており、フラットスクリュー２０を回動可能に収納する。上部カバー８２は、フラットスクリュー２０及びローター減速機９７を上から覆うように、ケース８１の上部に配置される部材である。
駆動モーター９６は、その出力軸を中心線６０と一致させた状態で、上部カバー８２の上部に配置されている。
【0017】
バレル５０の中心には、生成された造形材料が流入する連通孔５６が形成されている。連通孔５６には、後述する吸引送出部７０のシリンダー７１が接続されている。連通孔５６には、シリンダー７１よりも上流部に、逆止弁５９が設けられている。
ヒーター５８は、加熱部であり、フラットスクリュー２０の溝形成面２１とバレル５０の対向面５２との間に供給された材料を加熱する。図２に示すように、本実施形態では、４本のヒーター５８が、バレル５０内に設けられている。ヒーター５８の出力は、制御部１９０（図１）によって制御される。なお、ヒーター５８は、バレル５０内ではなく、バレル５０の下部に設けられていてもよい。
ヒーター５８は、加熱部であり、フラットスクリュー２０の溝形成面２１とバレル５０の対向面５２との間に供給された材料を加熱する。図２に示すように、本実施形態では、４本のヒーター５８が、バレル５０内に設けられている。ヒーター５８の出力は、制御部１９０（図１）によって制御される。なお、ヒーター５８は、バレル５０内ではなく、バレル５０の下部に設けられていてもよい。
【0018】
図３は、フラットスクリューを溝形成面側から見た斜視図である。図４は、バレルの平面図である。
図３に示すように、フラットスクリュー２０は、中心線６０に沿った方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー２０の溝形成面２１には、中央部２４を中心に、渦状の溝２３が形成されている。中央部２４は、円錐状の突起である。溝２３は、フラットスクリュー２０の周縁部に近い第１端２３ａから中央部２４に近い第２端２３ｂまで延びる渦状の溝である。溝２３の第１端２３ａには、貫通穴２６が設けられている。換言すれば、フラットスクリュー２０は、溝２３が形成された溝形成面２１を有し、回転軸としての中心線６０を中心として回転する。
図３に示すように、フラットスクリュー２０は、中心線６０に沿った方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー２０の溝形成面２１には、中央部２４を中心に、渦状の溝２３が形成されている。中央部２４は、円錐状の突起である。溝２３は、フラットスクリュー２０の周縁部に近い第１端２３ａから中央部２４に近い第２端２３ｂまで延びる渦状の溝である。溝２３の第１端２３ａには、貫通穴２６が設けられている。換言すれば、フラットスクリュー２０は、溝２３が形成された溝形成面２１を有し、回転軸としての中心線６０を中心として回転する。
【0019】
貫通穴２６は、溝形成面２１と、溝形成面２１の反対側の面である背面２８との間を貫通する穴である。図３では、貫通穴２６における溝２３側の出口２６ｂが観察されている。換言すれば、フラットスクリュー２０には、溝形成面２１とは反対側の背面２８から溝２３に連通し、壁面で囲われた貫通穴２６が形成されている。そして、溝２３は、フラットスクリュー２０の周縁部に近い第１端２３ａからフラットスクリュー２０の中心に近い第２端２３ｂまで延びる渦状の溝であり、中心線６０に沿った方向から見たときに、貫通穴２６の出口２６ｂは第１端２３ａに位置する。
【0020】
図４に示すように、バレル５０は、フラットスクリュー２０の溝形成面２１と向い合う対向面５２を有している。
対向面５２の中央には、連通孔５６が形成されている。好適例において対向面５２には、連通孔５６に接続され、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。案内溝５４は、可塑化材料を連通孔５６に導く機能を有する。なお、案内溝５４は連通孔５６に直接的に接続されていなくても良く、案内溝５４が対向面５２に形成されていなくても良い。換言すれば、バレル５０は、中心線６０に沿った方向において溝形成面２１に対向する対向面５２を有し、可塑化材料を外部に流出させる連通孔５６を有する。
対向面５２の中央には、連通孔５６が形成されている。好適例において対向面５２には、連通孔５６に接続され、連通孔５６から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝５４が形成されている。案内溝５４は、可塑化材料を連通孔５６に導く機能を有する。なお、案内溝５４は連通孔５６に直接的に接続されていなくても良く、案内溝５４が対向面５２に形成されていなくても良い。換言すれば、バレル５０は、中心線６０に沿った方向において溝形成面２１に対向する対向面５２を有し、可塑化材料を外部に流出させる連通孔５６を有する。
【0021】
図５は、材料吸引時の一態様を示す断面図である。図６は、材料圧送時の一態様を示す断面図である。
図５に示すように、吸引送出部７０は、シリンダー７１、プランジャー７２、プランジャー駆動部（図示せず）などから構成される。
シリンダー７１は、流路１１６からＸマイナス方向に分岐した分岐流路１１７を有する。つまり、シリンダー７１の内部が分岐流路１１７となる。シリンダー７１は、略円筒状を成しており、内部にプランジャー７２を備えている。
プランジャー７２は、シリンダー７１の内部においてＸプラス方向、および、Ｘマイナス方向に往復運動する。吸引送出部７０は、シリンダー７１内の可塑化材料を、ノズル部１１４側の流路１１６に射出する機能を有する。
図５に示すように、吸引送出部７０は、シリンダー７１、プランジャー７２、プランジャー駆動部（図示せず）などから構成される。
シリンダー７１は、流路１１６からＸマイナス方向に分岐した分岐流路１１７を有する。つまり、シリンダー７１の内部が分岐流路１１７となる。シリンダー７１は、略円筒状を成しており、内部にプランジャー７２を備えている。
プランジャー７２は、シリンダー７１の内部においてＸプラス方向、および、Ｘマイナス方向に往復運動する。吸引送出部７０は、シリンダー７１内の可塑化材料を、ノズル部１１４側の流路１１６に射出する機能を有する。
【0022】
材料吸引時において、プランジャー７２は、シリンダー７１の内部を流路１１６から離れる方向に移動して分岐流路１１７内に可塑化材料を吸引して計量する。この際、逆止弁５９がＺマイナス方向に移動し、矢印で示すように、可塑化された材料が連通孔５６からシリンダー７１内の分岐流路１１７に流入する。
図６に示すように、材料圧送時において、プランジャー７２は、シリンダー７１の内部を流路１１６に近づく方向に移動することにより、流路１１６に可塑化材料を送出する。この際、逆止弁５９がＺプラス方向に移動して連通孔５６を塞ぎ、フラットスクリュー２０側への可塑化材料の逆流を防止する。そして、プランジャー７２に押し出された可塑化材料は、矢印で示すように、ノズル部１１４に圧送される。
図６に示すように、材料圧送時において、プランジャー７２は、シリンダー７１の内部を流路１１６に近づく方向に移動することにより、流路１１６に可塑化材料を送出する。この際、逆止弁５９がＺプラス方向に移動して連通孔５６を塞ぎ、フラットスクリュー２０側への可塑化材料の逆流を防止する。そして、プランジャー７２に押し出された可塑化材料は、矢印で示すように、ノズル部１１４に圧送される。
【0023】
なお、可塑化装置１００において、吸引送出部７０は必須の構成ではなく省略しても良い。吸引送出部７０を省略する場合は、材料の供給量、フラットスクリュー２０の回転速度、ヒーター５８の加熱温度などの可塑化条件を調整することにより、ノズル部１１４からの可塑化材料の吐出量を調整する。
【0024】
＊＊＊材料の供給経路の構造＊＊＊
図７は、フラットスクリューを背面側から見た斜視図であり、図３に対応している。図８は、材料の供給経路の構造を示す斜視図である。
図７は、フラットスクリュー２０を背面２８側から見た斜視図である。フラットスクリュー２０は、中心線６０を中心として回転方向Ｒｏに回転する。
平面的に凹部２５は、第１辺２５ａを開始辺、第２辺２５ｂを終端辺として、フラットスクリュー２０の外周に沿って延在している。第１辺２５ａは回転方向Ｒｏにおける始点側であり、第２辺２５ｂは回転方向Ｒｏにおける終点側である。
図７に示すように、凹部２５の長さＬは、フラットスクリュー２０の外周の長さの半分より短い。換言すれば、凹部２５は、フラットスクリュー２０の外周に沿って延在し、凹部２５の長さＬは、フラットスクリュー２０の外周の長さの半分以下である。
図７は、フラットスクリューを背面側から見た斜視図であり、図３に対応している。図８は、材料の供給経路の構造を示す斜視図である。
図７は、フラットスクリュー２０を背面２８側から見た斜視図である。フラットスクリュー２０は、中心線６０を中心として回転方向Ｒｏに回転する。
平面的に凹部２５は、第１辺２５ａを開始辺、第２辺２５ｂを終端辺として、フラットスクリュー２０の外周に沿って延在している。第１辺２５ａは回転方向Ｒｏにおける始点側であり、第２辺２５ｂは回転方向Ｒｏにおける終点側である。
図７に示すように、凹部２５の長さＬは、フラットスクリュー２０の外周の長さの半分より短い。換言すれば、凹部２５は、フラットスクリュー２０の外周に沿って延在し、凹部２５の長さＬは、フラットスクリュー２０の外周の長さの半分以下である。
【0025】
フラットスクリュー２０の厚さ方向において、凹部２５は、背面２８を基準面として、第１辺２５ａから角度θで傾斜しながら掘下がり、最底部に貫通穴２６が設けられている。貫通穴２６を過ぎると上り傾斜となり、第２辺２５ｂで背面２８と同じ高さとなる。貫通穴２６は、凹部２５において第２辺２５ｂ側に位置している。換言すれば、凹部２５は、中心線６０に沿った方向において、凹部２５の境界である第１辺２５ａから第２辺２５ｂまでフラットスクリュー２０の外周に沿って延在し、第１辺２５ａは、第２辺２５ｂよりもフラットスクリュー２０の回転方向の前方に位置し、凹部２５における貫通穴２６の入口２６ａは、第１辺２５ａよりも第２辺２５ｂの近くに位置する。凹部２５における貫通穴２６の入口２６ａは、フラットスクリュー２０の回転方向Ｒｏの反対側に位置する。
【0026】
好適例において、第１辺２５ａから始まる傾斜面の角度θは、３５°としている。なお、これに限定するものではなく、材料を貫通穴２６に案内し易い角度であれば良く、角度θは、３５°以上であれば良い。換言すれば、凹部２５の底面は、貫通穴２６に向かって凹部２５の深さが深くなるように傾斜した傾斜面を有する。
平面的に貫通穴２６は、凹部２５内に設けられている。換言すれば、中心線６０に沿った方向からみたときに、凹部２５の面積は、貫通穴２６の面積よりも大きい。
平面的に貫通穴２６は、凹部２５内に設けられている。換言すれば、中心線６０に沿った方向からみたときに、凹部２５の面積は、貫通穴２６の面積よりも大きい。
【0027】
図８は、フラットスクリュー２０、供給経路９２近傍における材料の供給経路構造を抜粋した斜視図である。フラットスクリュー２０は、ケース８１の収納穴８４に回転可能に収納されている。収納穴８４のＸプラス側には、供給経路９２が配置されている。
供給経路９２は、ケース８１の上面に対して傾斜して配置されており、その末端が投入口９３となっている。供給経路９２の上端は、パイプ部９１に接続している。パイプ部９１は、材料貯留部９０（図２）に連通している。
供給経路９２は、ケース８１の上面に対して傾斜して配置されており、その末端が投入口９３となっている。供給経路９２の上端は、パイプ部９１に接続している。パイプ部９１は、材料貯留部９０（図２）に連通している。
【0028】
図８では、フラットスクリュー２０の凹部２５の貫通穴２６が、投入口９３の下側に位置する状態を示している。図８に示すように、この状態では、貫通穴２６の入口２６ａと、投入口９３との間に空間２９が形成される。
図５にも空間２９が示されており、図５に示すように、空間２９は、投入口９３の前面下部に形成される材料の一時滞留部であり、凹部２５と、収納穴８４の周囲の面取り部８４ｂなどから構成される空間である。また、図５、図８に示すように、フラットスクリュー２０の背面２８は、収納穴８４から突出している。
図５にも空間２９が示されており、図５に示すように、空間２９は、投入口９３の前面下部に形成される材料の一時滞留部であり、凹部２５と、収納穴８４の周囲の面取り部８４ｂなどから構成される空間である。また、図５、図８に示すように、フラットスクリュー２０の背面２８は、収納穴８４から突出している。
【0029】
換言すれば、中心線６０に沿った方向において、貫通穴２６の入口２６ａと、供給経路９２の末端のうちフラットスクリュー２０に近い末端に設けられた投入口９３との間に空間２９が設けられており、フラットスクリュー２０が１回転している期間に、貫通穴２６の入口２６ａと、空間２９とは連通している。また、フラットスクリュー２０の溝形成面２１とは反対側の面である背面２８に、空間２９の一部である凹部２５が形成されており、凹部２５の底面に、貫通穴２６の入口２６ａが位置している。そして、ケース８１には、フラットスクリュー２０を収納する収納穴８４が設けられており、フラットスクリュー２０の溝形成面２１とは反対側の面である背面２８の少なくとも一部は、収納穴８４から突出しており、収納穴８４の周縁部は、面取り部８４ｂとなっている。
【0030】
図８に示すように、材料は、供給経路９２を介して投入口９３から凹部２５に供給され、凹部２５に入りきらない分は面取り部８４ｂを含む空間２９に一時滞留する。つまり、凹部２５は必須ではなく、投入口９３と貫通穴２６の入口２６ａとの間に、材料を一時滞留可能な空間が設けられていれば良い。
そして、図５に示すように、凹部２５の材料は、フラットスクリュー２０の回転に伴なって貫通穴２６の入口２６ａに順次入り込み、出口２６ｂから溝形成面２１の溝２３に送り出される。溝２３に送出された分の材料は、空間２９の材料が随時補給される。
そして、図５に示すように、凹部２５の材料は、フラットスクリュー２０の回転に伴なって貫通穴２６の入口２６ａに順次入り込み、出口２６ｂから溝形成面２１の溝２３に送り出される。溝２３に送出された分の材料は、空間２９の材料が随時補給される。
【0031】
以上、述べた通り、本実施形態の可塑化装置１００、三次元造形装置３００によれば、以下の効果を得ることができる。
可塑化装置１００は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化装置であって、溝２３が形成された溝形成面２１を有し、回転軸としての中心線６０を中心として回転するフラットスクリュー２０と、中心線６０に沿った方向において溝形成面２１に対向する対向面５２を有し、可塑化材料を外部に流出させる連通孔５６が設けられたバレル５０と、溝形成面２１と対向面５２との間に供給された材料を加熱するヒーター５８と、フラットスクリュー２０を収容するケース８１と、を備え、材料を溝２３に供給する供給経路９２が設けられており、フラットスクリュー２０には、溝形成面２１とは反対側の背面２８から溝２３に連通し、壁面で囲われた貫通穴２６が形成されており、材料は、供給経路９２及び貫通穴２６を通って、溝２３に供給され、中心線６０に沿った方向において、貫通穴２６の入口２６ａと、供給経路９２の末端のうちフラットスクリュー２０に近い末端に設けられた投入口９３との間に空間２９が設けられており、フラットスクリュー２０が１回転している期間に、貫通穴２６の入口２６ａと、空間２９とは連通している。
可塑化装置１００は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化装置であって、溝２３が形成された溝形成面２１を有し、回転軸としての中心線６０を中心として回転するフラットスクリュー２０と、中心線６０に沿った方向において溝形成面２１に対向する対向面５２を有し、可塑化材料を外部に流出させる連通孔５６が設けられたバレル５０と、溝形成面２１と対向面５２との間に供給された材料を加熱するヒーター５８と、フラットスクリュー２０を収容するケース８１と、を備え、材料を溝２３に供給する供給経路９２が設けられており、フラットスクリュー２０には、溝形成面２１とは反対側の背面２８から溝２３に連通し、壁面で囲われた貫通穴２６が形成されており、材料は、供給経路９２及び貫通穴２６を通って、溝２３に供給され、中心線６０に沿った方向において、貫通穴２６の入口２６ａと、供給経路９２の末端のうちフラットスクリュー２０に近い末端に設けられた投入口９３との間に空間２９が設けられており、フラットスクリュー２０が１回転している期間に、貫通穴２６の入口２６ａと、空間２９とは連通している。
【0032】
この構成によれば、フラットスクリュー２０の背面２８と、溝形成面２１との間に、貫通穴２６が設けられている。よって、フラットスクリュー２０の外周側面に貫通穴に相当する供給口を備えていたため、外周側面とケースとの間に、すり潰れた材料が入り込み回転を阻害してしまう虞があった従来構造と異なり、外周側面に材料が入り込むことがなくフラットスクリュー２０の回転が安定する。さらに、貫通穴２６の上に、空間２９が設けられていることにより、フラットスクリュー２０の外周側面に材料が入り込んで回転を阻害することを防止できるとともに、空間２９に一時滞留した材料を貫通穴２６に随時補給することができる。
従って、安定した可塑化性能を有する可塑化装置１００を提供することができる。
従って、安定した可塑化性能を有する可塑化装置１００を提供することができる。
【0033】
また、溝２３は、溝２３の末端のうち、フラットスクリュー２０の周縁に近い第１端２３ａから、第１端２３ａよりもフラットスクリュー２０の中心に近い第２端２３ｂまで延びる渦状の溝であり、中心線６０に沿った方向から見たときに、貫通穴２６の出口２６ｂは第１端２３ａに位置する。
これによれば、貫通穴２６から溝２３に供給された材料は、溝２３に沿って周縁部から加熱されながら少しずつ中心に向かって可塑化されながら流動する。よって、安定した可塑化を行うことができる。
これによれば、貫通穴２６から溝２３に供給された材料は、溝２３に沿って周縁部から加熱されながら少しずつ中心に向かって可塑化されながら流動する。よって、安定した可塑化を行うことができる。
【0034】
また、溝形成面２１とは反対側の面である背面２８に、空間２９の一部である凹部２５が形成されており、凹部２５の底面に、貫通穴２６の入口２６ａが位置しており、中心線６０に沿った方向からみたときに、凹部２５の面積は、貫通穴２６の面積よりも大きい。
これによれば、貫通穴２６に供給する材料を凹部２５内に滞留させておくことができる。
これによれば、貫通穴２６に供給する材料を凹部２５内に滞留させておくことができる。
【0035】
また、凹部２５の底面は、貫通穴２６に向かって凹部２５の深さが深くなるように傾斜した傾斜面を有する。
これによれば、凹部２５の傾斜面に沿って効率良く材料を貫通穴２６に供給することができる。
これによれば、凹部２５の傾斜面に沿って効率良く材料を貫通穴２６に供給することができる。
【0036】
また、凹部２５は、フラットスクリュー２０の外周に沿って延在し、凹部２５の長さＬは、フラットスクリュー２０の外周の長さの半分以下である。
凹部２５の長さＬが長すぎると傾斜面も長くなってしまい、フラットスクリュー２０の厚みが厚くなってしまうが、これによれば、材料が転がり易い傾斜面を有し、必要量の材料を滞留可能な凹部２５が形成できる。
凹部２５の長さＬが長すぎると傾斜面も長くなってしまい、フラットスクリュー２０の厚みが厚くなってしまうが、これによれば、材料が転がり易い傾斜面を有し、必要量の材料を滞留可能な凹部２５が形成できる。
【0037】
また、凹部２５は、中心線６０に沿った方向において、凹部２５の境界である第１辺２５ａから第２辺２５ｂまでフラットスクリュー２０の外周に沿って延在し、第１辺２５ａは、第２辺２５ｂよりもフラットスクリュー２０の回転方向の前方に位置し、凹部２５における貫通穴２６の入口２６ａは、第１辺２５ａよりも第２辺２５ｂの近くに位置する。
これによれば、回転に伴ない、材料が貫通穴２６に向かう遠心力を受けるため、効率良く貫通穴２６に材料を供給することができる。
これによれば、回転に伴ない、材料が貫通穴２６に向かう遠心力を受けるため、効率良く貫通穴２６に材料を供給することができる。
【0038】
また、ケース８１には、フラットスクリュー２０を収納する収納穴８４が設けられており、フラットスクリュー２０の溝形成面２１とは反対側の面である背面２８の少なくとも一部は、収納穴８４から突出しており、収納穴８４の周縁部は、面取り部８４ｂとなっている。これによれば、面取り部８４ｂを含めて空間２９を大きく形成することができる。
【0039】
三次元造形装置３００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を吐出するノズル部１１４と、材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０とを備える。
【0040】
これによれば、三次元造形装置３００は、安定した可塑化性能を有する可塑化装置１００を備えている。よって、造形材料の吐出を安定して行うことができる。
従って、安定した造形材料の吐出性能を有する三次元造形装置３００を提供することができる。
従って、安定した造形材料の吐出性能を有する三次元造形装置３００を提供することができる。
【0041】
実施形態２
＊＊＊フラットスクリューの異なる態様＊＊＊
図９は、実施形態２に係るフラットスクリューを溝形成面側から見た斜視図であり、図３に対応している。図１０は、圧力調整部の周辺部位における断面斜視図である。
上記実施形態のフラットスクリュー２０において、溝２３内の圧力を調整するための圧力調整部を設けても良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊フラットスクリューの異なる態様＊＊＊
図９は、実施形態２に係るフラットスクリューを溝形成面側から見た斜視図であり、図３に対応している。図１０は、圧力調整部の周辺部位における断面斜視図である。
上記実施形態のフラットスクリュー２０において、溝２３内の圧力を調整するための圧力調整部を設けても良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0042】
図９に示すように、本実施形態のフラットスクリュー２０ｂの溝２３の中ほどには、第２貫通穴としての貫通穴３０と、貫通穴３０に挿入された減圧ピン３１とが設けられている。貫通穴３０は、貫通穴２６よりも小さな穴であり、溝２３の底面に設けられている。
減圧ピン３１は、圧力調整部３５の一部であり、材料の可塑化時において溝２３内の圧力が上昇した際に頭部を貫通穴３０内に入れることにより空気の流路（隙間）を形成し、当該流路により溝２３内のガスを逃がす機能を有する。
減圧ピン３１は、圧力調整部３５の一部であり、材料の可塑化時において溝２３内の圧力が上昇した際に頭部を貫通穴３０内に入れることにより空気の流路（隙間）を形成し、当該流路により溝２３内のガスを逃がす機能を有する。
【0043】
図１０に示すように、圧力調整部３５は、減圧ピン３１、ストッパー３３、バネ３４などから構成される。
ストッパー３３は、減圧ピン３１の中ほどに設けられた減圧ピン３１の直径よりも太い鍔状の部材である。フラットスクリュー２０ｂの背面２８には、その中央に、ローター駆動部９８（図２）の回転シャフト３９が挿入される軸受け穴３８が設けられている。
軸受け穴３８の底面には、ストッパー３３を受ける凹部が設けられており、当該凹部の中央に貫通穴３０が設けられている。
ストッパー３３は、減圧ピン３１の中ほどに設けられた減圧ピン３１の直径よりも太い鍔状の部材である。フラットスクリュー２０ｂの背面２８には、その中央に、ローター駆動部９８（図２）の回転シャフト３９が挿入される軸受け穴３８が設けられている。
軸受け穴３８の底面には、ストッパー３３を受ける凹部が設けられており、当該凹部の中央に貫通穴３０が設けられている。
【0044】
バネ３４は、好適例では、コイルバネであり、ストッパー３３から背面２８側に突出した減圧ピン３１を軸として組み込まれる。バネ３４の一方の度当りはストッパー３３であり、他方の度当りは回転シャフト３９内に設けられたキャビティとなる。
図１０に示すように、溝２３内の圧力が上昇した際には、当該圧力により減圧ピン３１の頭部が矢印の方向に押下げられて、貫通穴３０と減圧ピン３１との間に隙間が生じ、当該隙間を流路として溝２３内のガスが軸受け穴３８側に放出される。なお、減圧ピン３１の押下げ圧力は、バネ３４のバネ定数により調整され得る。また、貫通穴３０は、流路の天井に設けられているため可塑化材料が流入することなく、ガスを放出できる。
換言すれば、溝２３には、第２貫通穴としての貫通穴３０が形成されており、貫通穴３０には、溝２３内の圧力を調整する圧力調整部３５が配置されている。
図１０に示すように、溝２３内の圧力が上昇した際には、当該圧力により減圧ピン３１の頭部が矢印の方向に押下げられて、貫通穴３０と減圧ピン３１との間に隙間が生じ、当該隙間を流路として溝２３内のガスが軸受け穴３８側に放出される。なお、減圧ピン３１の押下げ圧力は、バネ３４のバネ定数により調整され得る。また、貫通穴３０は、流路の天井に設けられているため可塑化材料が流入することなく、ガスを放出できる。
換言すれば、溝２３には、第２貫通穴としての貫通穴３０が形成されており、貫通穴３０には、溝２３内の圧力を調整する圧力調整部３５が配置されている。
【0045】
図１１は、異なる態様のフラットスクリューの平面図であり、図３に対応している。
上記実施形態のフラットスクリュー２０では、溝形成面２１には１本の溝２３が設けられるものとして説明したが、１本に限定するものではなく、複数本の溝が設けられることでも良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
上記実施形態のフラットスクリュー２０では、溝形成面２１には１本の溝２３が設けられるものとして説明したが、１本に限定するものではなく、複数本の溝が設けられることでも良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0046】
図１１に示すように、本実施形態のフラットスクリュー２０ｃには、２本の渦状の溝４３ａ，４３ｂが形成されている。
溝４３ａは、フラットスクリュー２０ｃの周縁部から中央部２４の近くまで延びる渦状の溝である。溝４３ｂも、溝４３ａと同様の渦状の溝である。溝４３ａ，４３ｂは、中央部２４で連通し、周縁部では中央部２４を回転中心として１８０°異なる始点位置まで延在している。溝４３ａの始点側には、貫通穴４６ａが設けられている。溝４３ｂの始点側には、貫通穴４６ｂが設けられている。貫通穴４６ａ，４６ｂは、図３の貫通穴２６と同様の材料供給穴であり、背面２８側には図３の凹部２５と同様の切り欠き部（図示せず）が、それぞれ設けられている。
なお、図１１では、２本の溝４３ａ，４３ｂが形成された例を示しているが、溝の数は、３本以上であっても良い。また、溝４３ａ，４３ｂに、図９の圧力調整部３５を設けても良い。
溝４３ａは、フラットスクリュー２０ｃの周縁部から中央部２４の近くまで延びる渦状の溝である。溝４３ｂも、溝４３ａと同様の渦状の溝である。溝４３ａ，４３ｂは、中央部２４で連通し、周縁部では中央部２４を回転中心として１８０°異なる始点位置まで延在している。溝４３ａの始点側には、貫通穴４６ａが設けられている。溝４３ｂの始点側には、貫通穴４６ｂが設けられている。貫通穴４６ａ，４６ｂは、図３の貫通穴２６と同様の材料供給穴であり、背面２８側には図３の凹部２５と同様の切り欠き部（図示せず）が、それぞれ設けられている。
なお、図１１では、２本の溝４３ａ，４３ｂが形成された例を示しているが、溝の数は、３本以上であっても良い。また、溝４３ａ，４３ｂに、図９の圧力調整部３５を設けても良い。
【0047】
以上、述べた通り、本実施形態の可塑化装置１００によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
可塑化装置１００は、フラットスクリュー２０ｂを備え、溝形成面２１の溝２３には、第２貫通穴としての貫通穴３０が形成されており、貫通穴３０には、溝２３の内部の圧力を調整する圧力調整部３５が配置されている。
可塑化装置１００は、フラットスクリュー２０ｂを備え、溝形成面２１の溝２３には、第２貫通穴としての貫通穴３０が形成されており、貫通穴３０には、溝２３の内部の圧力を調整する圧力調整部３５が配置されている。
【0048】
これによれば、溝２３内の圧力が上昇した際には、当該圧力により圧力調整部３５の減圧ピン３１の頭部が矢印の方向に押下げられて、貫通穴３０と減圧ピン３１との間に隙間が生じ、当該隙間を流路として溝２３内のガスが軸受け穴３８側に放出される。
よって、圧力調整部３５により溝２３内の圧力を適切に維持できるため、可塑化を安定して行うことができる。
従って、安定した可塑化性能を有する可塑化装置１００を提供することができる。
よって、圧力調整部３５により溝２３内の圧力を適切に維持できるため、可塑化を安定して行うことができる。
従って、安定した可塑化性能を有する可塑化装置１００を提供することができる。
【0049】
実施形態３
＊＊＊射出成型装置＊＊＊
図１２は、射出成型装置の概略構成を示す斜視図である。
上記各実施形態の可塑化装置１００は、射出成型装置２００にも適用することができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊射出成型装置＊＊＊
図１２は、射出成型装置の概略構成を示す斜視図である。
上記各実施形態の可塑化装置１００は、射出成型装置２００にも適用することができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0050】
図１２に示す、本実施形態の射出成型装置２００は、上記の可塑化装置１００を備えた縦型の射出成型装置である。射出成型装置２００は、移動可能な台座部８５の上に、可塑化装置１００を含む基台１５０を載置している。
基台１５０は、長方形状をなしたベース部材であり、台座部８５に固定されている。なお、図１２には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。基台１５０における長辺の延在方向をＸプラス方向、短辺の延在方向をＹプラス方向としている。射出成型装置２００の高さ方向をＺプラス方向としている。Ｚプラス方向を上方、Ｚマイナス方向を下方ともいう。
基台１５０は、長方形状をなしたベース部材であり、台座部８５に固定されている。なお、図１２には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。基台１５０における長辺の延在方向をＸプラス方向、短辺の延在方向をＹプラス方向としている。射出成型装置２００の高さ方向をＺプラス方向としている。Ｚプラス方向を上方、Ｚマイナス方向を下方ともいう。
【0051】
射出成型装置２００は、台座部８５、可塑化装置１００、下型支持部１３０、位置変更部１４０、型締装置１７０、エジェクター部１８０、制御部１９１などから構成される。
台座部８５は、金属フレームを備えた堅牢な台座であり、その底面の４隅に車輪８６を備えている。また、各車輪８６近傍の支柱には、ボルト式のストッパー脚８７が設けられている。これにより、車輪８６により射出成型装置２００を所望の位置に移動させた後、ストッパー脚８７で確実に固定することができる。
台座部８５は、金属フレームを備えた堅牢な台座であり、その底面の４隅に車輪８６を備えている。また、各車輪８６近傍の支柱には、ボルト式のストッパー脚８７が設けられている。これにより、車輪８６により射出成型装置２００を所望の位置に移動させた後、ストッパー脚８７で確実に固定することができる。
【0052】
可塑化装置１００の下方には、上型支持部１３が設けられている。上型支持部１３は、上型１１を固定するためのクランプ機構を備えている。
下型支持部１３０は、基台１５０上に可動部１４１を介して設けられており、下型１５を固定するためのクランプ機構を備えている。なお、図１２では、上型１１、下型１５の取付け前の状態を示しているため、両者を離間した状態で点線で図示しているが、射出成型時においては、型締装置１７０により上型１１と下型１５とが型締めされた状態で成形が行われる。上型１１と下型１５とによる金型セットを成形型１０という。
また、上型支持部１３、下型支持部１３０は、固定部に相当する。換言すれば、射出成型装置２００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を射出するノズル部１１４（図２）と、材料を受ける成形型１０を固定する固定部としての上型支持部１３、下型支持部１３０を備える。
下型支持部１３０は、基台１５０上に可動部１４１を介して設けられており、下型１５を固定するためのクランプ機構を備えている。なお、図１２では、上型１１、下型１５の取付け前の状態を示しているため、両者を離間した状態で点線で図示しているが、射出成型時においては、型締装置１７０により上型１１と下型１５とが型締めされた状態で成形が行われる。上型１１と下型１５とによる金型セットを成形型１０という。
また、上型支持部１３、下型支持部１３０は、固定部に相当する。換言すれば、射出成型装置２００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を射出するノズル部１１４（図２）と、材料を受ける成形型１０を固定する固定部としての上型支持部１３、下型支持部１３０を備える。
【0053】
位置変更部１４０は、下型支持部１３０をＸ軸の延在方向に沿って直線的に移動可能なステージである。位置変更部１４０は、下型支持部１３０を支持する可動部１４１と、可動部１４１を移動させる電動アクチュエーター１４２とを有している。好適例では、電動アクチュエーター１４２は、ボールネジと、ボールネジを回転させるモーターなどから構成される。
【0054】
型締装置１７０は、型締モーター１７１の駆動により、上型１１を含む可塑化装置１００を、Ｚ軸方向に沿って移動させることによって、成形型１０の型締め、および、型開きを行う。詳しくは、型締モーター１７１の駆動力が減速機１７２を介してボールネジ部１７３に伝達されることによって、ボールネジ部１７３に結合された可動盤１７４が第１支柱部１７５に沿ってＺ方向に移動し、第２支柱部１７６を介して可動盤１７４に固定された可塑化装置１００をＺ方向に移動させる。
これにより、型締めを行う際には、可動盤１７４をＺマイナス方向に移動させることによって、可塑化装置１００が下方に移動し、上型１１と下型１５とが当接する。型開きを行う際には、可動盤１７４をＺプラス方向に移動させることによって、可塑化装置１００が上方に移動し、上型１１が下型１５から離れる。
これにより、型締めを行う際には、可動盤１７４をＺマイナス方向に移動させることによって、可塑化装置１００が下方に移動し、上型１１と下型１５とが当接する。型開きを行う際には、可動盤１７４をＺプラス方向に移動させることによって、可塑化装置１００が上方に移動し、上型１１が下型１５から離れる。
【0055】
エジェクター部１８０は、下型１５から成型品を取り外すための部位である。エジェクター部１８０は、可塑化装置１００よりもＸマイナス側に設けられており、成型後の下型１５を搭載した下型支持部１３０がエジェクター部１８０の上部に移動してくると、エジェクタピンを駆動して下型１５から成型品を取り出す。エジェクター部１８０は、基台１５０の下方に設けられている。
【0056】
制御部１９１は、１以上のプロセッサーと、記憶部と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェイスとを備えるコンピューターによって構成される。記憶部には、型開き、型締め、射出成型および成型品の取り出しに係る順序と内容を規定した成型プログラムや、材料の切替えや、配合率を調整するための材料調整プログラム、付随するデータなどが記憶されている。制御部１９１は、これらのプログラムを実行することにより、可塑化装置１００を含む射出成型装置２００全体を統括制御する。
【0057】
以上、述べた通り、本実施形態の射出成型装置２００によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
射出成型装置２００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を射出するノズル部１１４（図２）と、材料を受ける成形型１０を固定する固定部としての上型支持部１３、下型支持部１３０を備える。
射出成型装置２００は、可塑化装置１００と、可塑化装置１００で可塑化した材料を射出するノズル部１１４（図２）と、材料を受ける成形型１０を固定する固定部としての上型支持部１３、下型支持部１３０を備える。
【0058】
これによれば、射出成型装置２００は、安定した可塑化性能を有する可塑化装置１００を備えている。よって、射出成型を安定して行うことができる。
従って、安定した射出成型性能を有する射出成型装置２００を提供することができる。
従って、安定した射出成型性能を有する射出成型装置２００を提供することができる。
【符号の説明】
【0059】
１０…成形型、１１…上型、１３…上型支持部、１５…下型、２０…フラットスクリュー、２０ｂ…フラットスクリュー、２０ｃ…フラットスクリュー、２１…溝形成面、２３…溝、２３ａ…第１端、２３ｂ…第２端、２４…中央部、２５…凹部、２５ａ…第１辺、２５ｂ…第２辺、２６…貫通穴、２６ａ…入口、２６ｂ…出口、２８…背面、２９…空間、３０…貫通穴、３１…減圧ピン、３３…ストッパー、３４…バネ、３５…圧力調整部、３８…軸受け穴、３９…回転シャフト、４３ａ，４３ｂ…溝、４６ａ，４６ｂ…貫通穴、５０…バレル、５２…対向面、５４…案内溝、５６…連通孔、５８…ヒーター、５９…逆止弁、６０…中心線、７０…吸引送出部、７１…シリンダー、７２…プランジャー、８０…収容部、８１…ケース、８２…上部カバー、８４…収納穴、８４ｂ…面取り部、８５…台座部、８６…車輪、８７…ストッパー脚、９０…材料貯留部、９１…パイプ部、９２…供給経路、９３…投入口、９６…駆動モーター、９７…ローター減速機、９８…ローター駆動部、１００…可塑化装置、１１４…ノズル部、１１６…流路、１１７…分岐流路、１３０…下型支持部、１４０…位置変更部、１４１…可動部、１４２…電動アクチュエーター、１５０…基台、１７０…型締装置、１７１…型締モーター、１７２…減速機、１７３…ボールネジ部、１７４…可動盤、１７５…第１支柱部、１７６…第２支柱部、１８０…エジェクター部、１９０…制御部、１９１…制御部、２００…射出成型装置、２１０…ステージ、２１３…ステージヒーター、２１５…造形面、２３０…位置変更部、３００…三次元造形装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】