特開 2024-15602 材料供給装置、および、可塑化装置

(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】P2024015602

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】材料供給装置、および、可塑化装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/18 20060101AFI20240130BHJP

   B29C 48/36 20190101ALI20240130BHJP

   B29C 48/92 20190101ALI20240130BHJP

   B29C 48/285 20190101ALI20240130BHJP

   B01J 4/00 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

B29C45/18

B29C48/36

B29C48/92

B29C48/285

B01J4/00 105A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117776

(22)【出願日】2022-07-25

(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】丸山 英伸

(72)【発明者】

【氏名】姉川 賢太

(72)【発明者】

【氏名】梶原 あさみ

【テーマコード（参考）】

4F206

4F207

4G068

【Ｆターム（参考）】

4F206AC01

4F206AL08

4F206AL10

4F206AL11

4F206AL13

4F206AL16

4F206AL17

4F206JA07

4F206JF01

4F206JF12

4F206JF23

4F206JF48

4F206JL02

4F206JM01

4F206JN03

4F206JQ90

4F207AJ08

4F207AL09

4F207AL10

4F207AL12

4F207AL13

4F207AL15

4F207AL16

4F207AL17

4F207AL21

4F207AR12

4F207AR14

4F207KF01

4F207KF12

4G068AA01

4G068AB22

4G068AC01

4G068AD01

4G068AD32

(57)【要約】

【課題】回転部材とその近傍の部材の間に材料が入り込んだ場合でも、材料が回転部材の回転を阻害することを抑制する材料供給装置を提供する。
【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部に材料を供給する材料供給装置は、可塑化部に材料を投入する投入口を有し、材料を収容する筐体と、筐体内の投入口よりも上方に設けられ、鉛直方向に交差する回転軸を中心に回転する回転部材と、を備え、材料は、筐体内の回転部材よりも上方に収容されており、回転部材が回転することによって、材料が投入口に間欠的に供給される。
【選択図】図５

【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部に前記材料を供給する材料供給装置であって、
前記可塑化部に前記材料を投入する投入口を有し、前記材料を収容する筐体と、
前記筐体内の前記投入口よりも上方に設けられ、鉛直方向に交差する回転軸を中心に回転する回転部材と、を備え、
前記材料は、前記筐体内の前記回転部材よりも上方に収容されており、
前記回転部材が回転することによって、前記材料が前記投入口に間欠的に供給される、
材料供給装置。

【請求項2】

請求項１に記載の材料供給装置であって、
前記回転部材は、外周に凹部を有する、
材料供給装置。

【請求項3】

請求項２に記載の材料供給装置であって、
前記凹部内に突起部を有する、
材料供給装置。

【請求項4】

請求項１に記載の材料供給装置であって、
前記回転軸は前記回転部材の中心から偏心しており、
前記回転部材が回転した場合に前記回転部材と前記筐体との間隔が変化することによって、前記材料が前記投入口に間欠的に供給される、
材料供給装置。

【請求項5】

請求項１に記載の材料供給装置であって、
前記回転軸を回転させる駆動部と、
前記駆動部を支持し、鉛直方向に伸縮する伸縮部材と、を備え、
前記伸縮部材が鉛直方向に伸縮することによって、前記筐体内での前記回転部材の鉛直方向の位置が変化する、
材料供給装置。

【請求項6】

請求項１に記載の材料供給装置であって、
前記筐体は、第１筐体と、前記第１筐体の下方に位置する第２筐体と、を有し、
前記材料は、前記第１筐体に収容されており、
一端が前記第１筐体に固定され、他端が前記第２筐体に固定された伸縮部を備え、
前記伸縮部は、前記筐体を鉛直方向に伸縮させ、前記筐体内での前記回転部材の鉛直方向の位置を変化させる、
材料供給装置。

【請求項7】

請求項１に記載の材料供給装置であって、
前記回転部材の外周と前記筐体の側面との間に設けられ、前記材料の一部を支持する仕切部材と、
前記仕切部材を動かし、前記回転部材と前記仕切部材との間隔を調整する調整部と、を備える、
材料供給装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の材料供給装置と、
前記可塑化部と、を備える、
可塑化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、材料供給装置、および、可塑化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、可塑化機構に材料を少量ずつ供給可能な材料供給機構を備える可塑化装置が開示されている。この材料供給機構は、複数の貫通孔を有する回転部材が、材料供給機構と可塑化機構を接続する連通孔の上部に設けられている。材料は、回転部材が水平面内で回転することによって貫通孔のいずれかと連通孔が連通した場合に、貫通孔を通って可塑化機構に供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－３６５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献の可塑化装置では、回転部材とその近傍の部材との間に材料が入り込んだ場合、入り込んだ材料が連通孔に落下せず、回転部材の回転を阻害する問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の形態によれば、材料供給装置が提供される。この材料供給装置は、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部に前記材料を供給する材料供給装置であって、前記可塑化部に前記材料を投入する投入口を有し、前記材料を収容する筐体と、前記筐体内の前記投入口よりも上方に設けられ、鉛直方向に交差する回転軸を中心に回転する回転部材と、を備え、前記材料は、前記筐体内の前記回転部材よりも上方に収容されており、前記回転部材が回転することによって、前記材料が前記投入口に間欠的に供給される。

【0006】

本開示の第２の形態によれば、可塑化装置が提供される。この可塑化装置は、前記材料供給装置と、前記可塑化部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】射出成形装置の概略構成を示す説明図である。

【図2】可塑化部及び型締装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】フラットスクリューの概略構成を示す斜視図である。

【図4】バレルの概略平面図である。

【図5】第１実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図6】第１実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図7】第２実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図8】第３実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図9】第４実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図10】第５実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図11】第６実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図12】第７実施形態における回転部材の斜視図である。

【図13】第８実施形態における材料供給装置の概略構成を示す断面図である。

【図14】第９実施形態における三次元造形装置の概略構成を示す説明図である。

【図15】回転部材の形状の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態における、射出成形装置１０の概略構成を示す説明図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を表す矢印が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平面に平行な方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に平行な方向である。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を指し示している。向きを特定する場合には、矢印の指し示す方向である正の方向を「＋」、矢印の指し示す方向とは反対の方向である負の方向を「－」として、方向表記に正負の符号を併用する。

【0009】

射出成形装置１０は、材料供給装置２０と、可塑化部３０と、型締装置４０と、制御部５０と、を備える。材料供給装置２０は、可塑化部３０に上方から接続されている。可塑化部３０と型締装置４０は、基台１５に固定されている。基台１５には、制御部５０が備えられている。射出成形装置１０は、可塑化部３０によって生成された可塑化材料を、型締装置４０に配置された成形型４１に射出することで、成形品を成形する。

【0010】

制御部５０は、ＣＰＵと記憶部を備えるコンピューターによって構成されている。ＣＰＵは、１つ又は複数のプロセッサーおよび主記憶装置を備えている。記憶部は、ハードディスクドライブなどの補助記憶装置により構成される。制御部５０は、ＣＰＵが記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、材料供給装置２０と、可塑化部３０と、型締装置４０の動作を制御する。なお、制御部５０は、回路によって構成されていてもよい。

【0011】

材料供給装置２０は、可塑化部３０に成形品の材料を供給する。材料供給装置２０は、ペレット状の材料を収容する。材料としては、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの熱可塑性樹脂が用いられる。材料供給装置２０を、ホッパーとも呼ぶ。なお、材料供給装置２０に収容される材料は、例えば、粉砕機で粉砕された、大きさや形状が統一されていない粉体であってもよい。材料供給装置２０の詳細については後述する。

【0012】

可塑化部３０は、材料供給装置２０から供給された材料の少なくとも一部を可塑化して可塑化材料を生成する。本明細書において「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。材料供給装置２０と可塑化部３０とを合わせて可塑化装置とも呼ぶ。

【0013】

図２は、可塑化部３０及び型締装置４０の概略構成を示す断面図である。

【0014】

可塑化部３０は、フラットスクリュー３１０と、バレル３２０と、加熱部３３０と、吸引送出部３４０と、を備える。

【0015】

フラットスクリュー３１０は、スクリューケース３１１に収納されている。フラットスクリュー３１０は、駆動軸３１２に接続されている。フラットスクリュー３１０は、駆動モーター３１３が駆動軸３１２に駆動力を与えることによって、駆動軸３１２と一体として回転する。フラットスクリュー３１０の回転軸ＲＸは、駆動軸３１２の軸線と一致する。フラットスクリュー３１０の回転軸ＲＸの軸線方向は、Ｘ方向に沿う方向である。フラットスクリュー３１０の回転速度は、制御部５０が駆動モーター３１３の回転速度を制御することによって制御される。なお、フラットスクリュー３１０は、減速機を介して駆動モーター３１３によって駆動されてもよい。フラットスクリュー３１０は、ローター、あるいは、スクリューとも呼ばれる。

【0016】

バレル３２０は、フラットスクリュー３１０の＋Ｘ方向側に設置されている。バレル３２０は、バレルケース３２１に収納されている。バレル３２０の中心には、連通孔３２２が形成されている。連通孔３２２は、流路３２３に連通している。流路３２３には、後述する吸引送出シリンダー３４１およびノズル３５０が接続されている。流路３２３内には、吸引送出シリンダー３４１よりも上流側に逆止弁３２４が設けられている。逆止弁３２４は、ノズル３５０側からフラットスクリュー３１０側への可塑化材料の逆流を防止する。

【0017】

加熱部３３０は、バレル３２０の内部に設けられている。加熱部３３０は、バレル３２０および吸引送出シリンダー３４１を加熱する。加熱部３３０の温度は、制御部５０によって制御される。加熱部３３０は、例えば、ヒーターである。

【0018】

図３は、フラットスクリュー３１０の概略構成を示す斜視図である。フラットスクリュー３１０は、回転軸ＲＸに沿った方向における長さが回転軸ＲＸに垂直な方向における長さよりも小さい略円柱状を有する。フラットスクリュー３１０の、バレル３２０に対向する溝形成面３１５には、中央部３１６を中心に、渦状の溝３１７が形成されている。溝３１７は、フラットスクリュー３１０の側面に形成された材料投入口３１４に連通している。材料供給装置２０から供給される材料は、材料投入口３１４を通じて溝３１７に供給される。溝３１７は、凸条部３１８によって隔てられることにより形成されている。図３には、溝３１７が３本形成されている例を示しているが、溝３１７の数は、１本でもよいし、２本以上であってもよい。なお、溝３１７は、渦状に限らず、螺旋状あるいはインボリュート曲線状であってもよいし、中央部３１６から外周に向かって弧を描くように延びる形状であってもよい。

【0019】

図４は、バレル３２０の概略平面図である。バレル３２０は、駆動軸３１２に沿った方向においてフラットスクリュー３１０の溝形成面３１５に対向する、対向面３２５を有している。対向面３２５の中央には、流路３２３に連通する連通孔３２２が形成されている。対向面３２５には、連通孔３２２に接続され、連通孔３２２から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝３２６が形成されている。なお、バレル３２０には案内溝３２６は設けられていなくてもよい。また、案内溝３２６は、連通孔３２２に直接的に接続されていなくてもよい。

【0020】

フラットスクリュー３１０の溝３１７に供給された材料は、フラットスクリュー３１０の回転と加熱部３３０の加熱とによって、フラットスクリュー３１０とバレル３２０との間において可塑化されながら、フラットスクリュー３１０の回転によって溝３１７及び案内溝３２６に沿って流動し、フラットスクリュー３１０の中央部３１６へと導かれる。中央部３１６に流入した材料は、バレル３２０の中心に設けられた連通孔３２２に流出する。

【0021】

図２に示すように、吸引送出部３４０は、吸引送出シリンダー３４１と、プランジャー３４２と、プランジャー駆動部３４３と、を備える。吸引送出部３４０は、吸引送出シリンダー３４１内の可塑化材料を、成形型４１に射出注入する機能を有する。吸引送出シリンダー３４１は、流路３２３に接続された円筒形状の部材である。プランジャー３４２は、その一部が吸引送出シリンダー３４１の内部に設けられた、略円柱形状の部材である。プランジャー３４２は、吸引送出シリンダー３４１の内部を流路３２３から離れる方向に移動して、吸引送出シリンダー３４１内に可塑化材料を吸引して計量する。その後、プランジャー３４２は、吸引送出シリンダー３４１の内部を流路３２３に近づく方向に移動して、流路３２３に可塑化材料を送出する。流路３２３に送出された可塑化材料は、ノズル３５０に圧送され、ノズル３５０から成形型４１に射出される。プランジャー３４２は、モーターによって構成されるプランジャー駆動部３４３によって駆動される。ノズル３５０から射出される可塑化材料の射出量や射出速度、射出圧力は、制御部５０がプランジャー駆動部３４３を制御することによって制御される。

【0022】

成形型４１は、固定型４２と可動型４３から構成される。固定型４２は、可塑化部３０に固定されている。可動型４３は、型締装置４０により固定型４２に対して型締め方向に進退可能に設けられている。可塑化部３０によって生成された可塑化材料は、ノズル３５０から固定型４２と可動型４３によって区画されるキャビティーに射出される。成形型４１は、金属製でもよいし、樹脂製でもよいし、セラミック製でもよい。金属製の成形型４１を金型とも呼ぶ。

【0023】

型締装置４０は、型駆動部４４を備える。型駆動部４４は、モーターやギア等によって構成され、ボールネジ４５を介して可動型４３に接続されている。型締装置４０は、制御部５０の制御下で型駆動部４４を駆動することによって、ボールネジ４５を回転させ、可動型４３を固定型４２に対して移動させて成形型４１を開閉させる。

【0024】

図５および図６は、第１実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。本実施形態では、材料供給装置２０は、筐体２１０と、回転部材２３０と、を備える。

【0025】

筐体２１０は、内部に材料ＭＲを収容する。筐体２１０は、筒部２１１と、蓋２１２と、を有する。筒部２１１は、Ｚ方向に垂直な断面の形状が枠状である筒状の部材である。筒部２１１は、供給口２１３と、投入口２１４と、を有する。供給口２１３は、筒部２１１の上端の開口である。投入口２１４は、筒部２１１の下端の開口である。材料は、供給口２１３から筐体２１０内に投入される。筐体２１０内の材料は、投入口２１４から可塑化部３０に投入される。蓋２１２は、供給口２１３を覆うように筒部２１１に載置されている。

【0026】

回転部材２３０は、筐体２１０内の投入口２１４よりも上方に設けられている。本実施形態では、回転部材２３０は、Ｙ方向から見て歯車形状である。回転部材２３０は、Ｙ方向に沿う回転軸２３１を中心に回転可能に設けられている。回転軸２３１は、一端が回転部材２３０の中心に接続されており、他端が筐体２１０の外部に設けられた駆動部２４０に接続されている。駆動部２４０は、例えば、モーターである。回転部材２３０は、駆動部２４０が回転軸２３１に駆動力を与えることによって回転軸２３１回りに回転する。図５には、８つの溝２３２を有する歯車形状の回転部材２３０が示されているが、回転部材２３０は、３つ以上７つ以下、または、９つ以上の溝２３２を有する歯車形状であってもよい。

【0027】

筒部２１１の内側には、筐体２１０の一部である仕切板２１５が形成されている。仕切板２１５は、筒部２１１の内面から突き出すようにして、筒部２１１と回転部材２３０の間に形成されている。本実施形態では、仕切板２１５は、支持部２１６と、壁部２１７と、を有する。支持部２１６は、Ｚ方向に貫く穴２１８が形成された、Ｚ方向に垂直な板状の部分である。支持部２１６は、回転部材２３０の中心よりも上方に設けられている。壁部２１７は、支持部２１６の穴２１８の縁から－Ｚ方向に突出している部分である。回転部材２３０は、Ｚ方向から見て、支持部２１６の穴２１８の内部に位置し、壁部２１７に囲まれている。なお、仕切板２１５は、支持部２１６および壁部２１７を有さずに、筒部２１１の内面から回転部材２３０に向かって下方に傾斜した形状でもよい。

【0028】

供給口２１３から筐体２１０に投入された材料は、回転部材２３０および仕切板２１５の上方に収容される。筐体２１０に収容された材料の一部は、回転部材２３０の溝２３２に入る。回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転すると、溝２３２に入った材料は溝２３２と共に下方に移動し、重力によって回転部材２３０から離れて投入口２１４に落下する。材料は、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転して、材料が入ったそれぞれの溝２３２が下方に移動した場合に投入口２１４に供給される。そのため、回転部材２３０の回転に伴って材料が間欠的に投入口２１４に供給される。

【0029】

以上で説明した本実施形態における射出成形装置１０によれば、歯車形状の回転部材２３０がＹ方向に沿う回転軸２３１回りに回転することに伴い、回転部材２３０のそれぞれの溝２３２に入った材料が投入口２１４に落下することで、材料が間欠的に投入口２１４に供給される。回転軸２３１が沿う方向は重力方向と異なるため、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んだ場合に、材料が重力によって投入口２１４に落下しやすくなる。したがって、回転部材２３０と仕切板２１５との間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0030】

Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。第２実施形態における材料供給装置２０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。第２実施形態では、材料供給装置２０は、筐体２１０と、回転部材２３０と、駆動部２４０と、固定部２４１と、伸縮部材２４２と、を備える。

【0031】

固定部２４１は、筒部２１１の外面に固定されている。伸縮部材２４２は、その下端が固定部２４１の上面に固定されており、その上端が駆動部２４０に固定されている。すなわち、駆動部２４０は、伸縮部材２４２によって支持されている。

【0032】

伸縮部材２４２は、鉛直方向に伸縮する。伸縮部材２４２は、例えば、ばね等の弾性体である。伸縮部材２４２が鉛直方向に伸縮することにより、駆動部２４０の鉛直方向の位置が変化する。駆動部２４０は回転軸２３１を介して回転部材２３０に接続されているため、駆動部２４０の鉛直方向の位置の変化に伴って回転部材２３０の鉛直方向の位置が変化する。

【0033】

以上で説明した第２実施形態における射出成形装置１０によれば、伸縮部材２４２が鉛直方向に伸縮することによって駆動部２４０の鉛直方向の位置が変化し、駆動部２４０に接続された回転部材２３０の鉛直方向の位置が変化する。したがって、筐体２１０内での回転部材２３０の鉛直方向の位置が変化するため、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料を重力によって投入口２１４に落下しやすくでき、材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0034】

Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。第３実施形態における材料供給装置２０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。第３実施形態では、材料供給装置２０は、筐体２１０と、回転部材２３０と、伸縮部２５０と、を備える。筐体２１０は、蓋２１２と、第１筐体２２１と、第２筐体２２２と、を有する。

【0035】

第１筐体２２１は、供給口２１３と、収容部２２３と、接続部２２４と、第１突出部２２５と、を有する。供給口２１３は、第１筐体２２１の上端に設けられている。収容部２２３は、その内部に材料を収容する。収容部２２３は、底面に穴を有する箱形状である。接続部２２４は、収容部２２３の底面の穴の縁から－Ｚ方向に突出するように、収容部２２３の下方に設けられている。接続部２２４の内部には回転部材２３０が位置している。第１突出部２２５は、収容部２２３のＹ方向に沿う外面からＸ方向に突出するように設けられている。なお、第１突出部２２５は、収容部２２３のＸ方向に沿う外面からＹ方向に突出するように設けられていてもよい。

【0036】

第２筐体２２２は、第１筐体２２１の下方に位置する。第２筐体２２２は、接続口２２６と、投入口２１４と、第２突出部２２７と、を有する。接続口２２６は、第２筐体２２２の上面に形成された穴であり、第１筐体２２１の接続部２２４が挿入される。接続口２２６に接続部２２４が挿入されることで、第１筐体２２１と第２筐体２２２が連通する。投入口２１４は、第２筐体２２２の下端に設けられている。第２突出部２２７は、第２筐体２２２のＹ方向に沿う外面からＸ方向に突出するように設けられている。なお、第２突出部２２７は、第２筐体２２２のＸ方向に沿う外面からＹ方向に突出するように設けられていてもよい。

【0037】

回転軸２３１は、第２筐体２２２を貫くように第２筐体２２２に固定されている。回転部材２３０は、回転軸２３１を介して第２筐体２２２に固定されている。

【0038】

伸縮部２５０は、その一端が第１突出部２２５に固定され、その他端が第２突出部２２７に固定されている。伸縮部２５０は、例えば、ばね等の弾性体である。伸縮部２５０は、鉛直方向に伸縮する。伸縮部２５０が鉛直方向に伸縮することで、第１筐体２２１と第２筐体２２２の距離が変化し、筐体２１０が鉛直方向に伸縮する。また、伸縮部２５０が鉛直方向に伸縮することで、第１筐体２２１と回転部材２３０の相対的な位置が変化する。言い換えれば、伸縮部２５０が鉛直方向に伸縮することで、筐体２１０内での回転部材２３０の鉛直方向の位置が変化する。図８には、伸縮部２５０が最も縮んだ状態の材料供給装置２０が示されている。なお、収容部２２３の側面は、蛇腹等の鉛直方向に伸縮可能な形状であってもよい。

【0039】

以上で説明した第３実施形態における射出成形装置１０によれば、伸縮部２５０が鉛直方向に伸縮することにより、筐体２１０が鉛直方向に伸縮し、第１筐体２２１と回転部材２３０の相対的な位置が変化する。また、伸縮部２５０が鉛直方向に伸縮することにより、接続部２２４と回転部材２３０の鉛直方向の相対的な位置が変化する。また、伸縮部２５０が鉛直方向に伸縮することにより、筐体２１０内での回転部材２３０の鉛直方向の位置が変化する。したがって、回転部材２３０と接続部２２４の間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料を重力によって投入口２１４に落下しやすくでき、材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0040】

Ｄ．第４実施形態：
図９は、第４実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。第４実施形態における材料供給装置２０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。第４実施形態では、材料供給装置２０は、筐体２１０と、回転部材２３０と、仕切部材２６０と、調整部２６１と、を備える。筐体２１０は、蓋２１２と、筒部２１１と、を有する。

【0041】

仕切部材２６０は、回転部材２３０の外周と筐体２１０の側面との間に設けられた、二枚の板状の部材である。仕切部材２６０は、筒部２１１のＹ方向に沿う二つの内面のそれぞれから回転部材２３０に向かう方向に突出するように設けられている。仕切部材２６０は、回転軸ＡＸを有する。回転軸ＡＸは、仕切部材２６０の、筒部２１１に取り付けられている端部に位置する。回転軸ＡＸの軸線方向は、Ｙ方向に沿う方向である。仕切部材２６０は、回転軸ＡＸを中心として回転可能に設けられている。仕切部材２６０は、筐体２１０内の材料の一部を支持する。

【0042】

調整部２６１は、仕切部材２６０を動かし、回転部材２３０と仕切部材２６０との間隔を調整する。調整部２６１は、例えば、ねじである。調整部２６１は、筒部２１１のＹ方向に沿う面をＸ方向に貫くように、仕切部材２６０の下方に設けられている。調整部２６１は、回転部材２３０に近い側の端部が仕切部材２６０の底面に接触する。調整部２６１は、Ｘ方向に移動可能に設けられている。調整部２６１がＸ方向に移動することにより、仕切部材２６０が回転軸ＡＸを中心として回転し、回転部材２３０と仕切部材２６０との間隔が変化する。すなわち、調整部２６１がＸ方向に移動することにより、回転部材２３０と筐体２１０の内縁の間隔が変化する。

【0043】

以上で説明した第４実施形態における射出成形装置１０によれば、調整部２６１がＸ方向に移動することにより、仕切部材２６０が回転軸ＡＸを中心として回転し、回転部材２３０と仕切部材２６０との間隔が変化する。したがって、回転部材２３０と仕切部材２６０の間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料を重力によって投入口２１４に落下しやすくでき、材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0044】

Ｅ．第５実施形態：
図１０は、第５実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。第５実施形態における材料供給装置２０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第４実施形態と同じである。第４実施形態では、材料供給装置２０は、筐体２１０と、回転部材２３０と、仕切部材２６０と、調整部２６１と、を備える。

【0045】

筐体２１０は、蓋２１２と、筒部２１１と、を有する。筒部２１１には仕切板２１５が形成されている。仕切板２１５は、筒部２１１のＹ方向に沿う内面から筒部２１１の中心に向かって突き出している。

【0046】

調整部２６１は、仕切板２１５の下方に、筒部２１１のＹ方向に沿う面をＸ方向に貫くように設けられている。調整部２６１は、例えば、ねじである。仕切部材２６０は、調整部２６１の回転部材２３０に近い側の端部に、調整部２６１と一体として設けられている。調整部２６１は、Ｘ方向に移動可能である。調整部２６１がＸ方向に移動することにより、仕切部材２６０が調整部２６１と一体となってＸ方向に移動し、回転部材２３０と仕切部材２６０の間隔が変化する。

【0047】

以上で説明した第５実施形態における射出成形装置１０によれば、調整部２６１がＸ方向に移動することにより、仕切部材２６０がＸ方向に移動し、回転部材２３０と仕切部材２６０との間隔が変化する。したがって、回転部材２３０と仕切部材２６０の間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料を重力によって投入口２１４に落下しやすくでき、入り込んだ材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0048】

Ｆ．第６実施形態：
図１１は、第６実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。第６実施形態における材料供給装置２０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。また、第６実施形態における回転部材２３０以外の材料供給装置２０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。

【0049】

第６実施形態では、回転部材２３０は、外周に凹部２３５を有する。回転部材２３０の形状は、Ｙ方向に沿う軸線を有する円柱の外周の一部が切り欠けられた形状である。凹部２３５は、回転部材２３０の外周の一部が切り欠けられた部分である。なお、図１１に示す回転部材２３０には一つの凹部２３５が形成されているが、回転部材２３０には２つ以上の凹部２３５が形成されていてもよい。

【0050】

筐体２１０に収容された材料の一部は、凹部２３５が上方に位置している場合に凹部２３５に入る。回転部材２３０が回転軸周りに回転すると、凹部２３５に入った材料は凹部２３５と共に下方に移動し、重力によって回転部材２３０から離れて投入口２１４に落下する。材料は、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転して凹部２３５が下方に移動した場合に投入口２１４に供給される。そのため、回転部材２３０の回転に伴って材料が間欠的に投入口２１４に供給される。

【0051】

以上で説明した第６実施形態における射出成形装置１０によれば、凹部２３５を有する回転部材２３０がＹ方向に沿う回転軸周りに回転することに伴い、凹部２３５に入った材料が投入口２１４に落下することで、材料が間欠的に投入口２１４に供給される。回転軸ＲＸが沿う方向は重力方向と異なるため、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んだ場合に、材料が重力によって投入口２１４に落下しやすくなる。したがって、回転部材２３０と仕切板２１５との間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0052】

Ｇ．第７実施形態：
図１２は、第７実施形態における回転部材２３０の斜視図である。第７実施形態における回転部材２３０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第６実施形態と同じである。

【0053】

第７実施形態では、回転部材２３０は、凹部２３５内に突起部２３６を有する。突起部２３６は、凹部２３５から回転部材２３０の半径方向に突出するように形成されている。突起部２３６は、回転部材２３０の中で最も回転部材２３０の半径方向の長さが長い部分である。

【0054】

以上で説明した第７実施形態における射出成形装置１０によれば、回転部材２３０は凹部２３５を有するため、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転することに伴い、凹部２３５に入った材料が投入口２１４に落下することで、材料が間欠的に投入口２１４に供給される。回転軸２３１が沿う方向は重力方向と異なるため、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んだ場合に、材料が重力によって投入口２１４に落下しやすくなる。したがって、回転部材２３０と仕切板２１５との間に材料が入り込んだ場合でも、材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0055】

また、本実施形態では、回転部材２３０は凹部２３５内に突起部２３６を有し、突起部２３６は、回転部材２３０の中で最も回転部材２３０の半径方向の長さが長いため、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転した場合に、回転部材２３０と仕切板２１５の間に詰まった材料を突起部２３６によって破壊または押し出しやすくできる。

【0056】

本実施形態において、突起部２３６は、回転部材２３０の中で最も回転部材２３０の半径方向の長さが長くなくてもよい。すなわち、突起部２３６の先端は、回転部材２３０を形成する円柱の半径よりも半径方向に突出していなくてもよい。この場合、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転した場合に、突起部２３６の近傍に位置する材料を撹拌できる。

【0057】

Ｈ．第８実施形態：
図１３は、第８実施形態における材料供給装置２０の概略構成を示す断面図である。第８実施形態における材料供給装置２０以外の射出成形装置１０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。また、第８実施形態における回転部材２３０以外の材料供給装置２０の各部の構成は、第１実施形態と同じである。

【0058】

第８実施形態では、回転部材２３０の形状は、Ｙ方向に沿う軸線を有する円柱状である。回転部材２３０の中心ＢＸは、回転部材２３０の軸線に一致する。回転部材２３０は、その中心ＢＸが回転軸２３１から偏心するように、回転軸２３１に接続されている。図１３には、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転した場合に回転部材２３０が動く範囲が破線で示されている。仕切板２１５は、回転部材２３０の中心ＢＸが回転軸２３１の鉛直上方にある場合に、筐体２１０に収容された材料が回転部材２３０と仕切板２１５の隙間から投入口２１４に落下しない位置に設けられている。回転部材２３０と仕切板２１５の間隔は、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転することで変化する。すなわち、回転部材２３０と筐体２１０の内縁の間隔は、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転することで変化する。

【0059】

回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転し、回転部材２３０の中心ＢＸが回転軸２３１の鉛直上方から移動すると、回転部材２３０と仕切板２１５の間隔が大きくなる。回転部材２３０と仕切板２１５の間隔は、回転部材２３０の中心ＢＸが回転軸２３１の鉛直下方に位置する場合に最も大きくなる。筐体２１０に収容された材料は、回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転して回転部材２３０と仕切板２１５の間隔が広くなった場合に、回転部材２３０と仕切板２１５の隙間から投入口２１４へ落下する。回転部材２３０が回転軸２３１回りに回転して回転部材２３０と仕切板２１５の間隔が狭くなった場合、材料の投入口２１４への落下は停止する。そのため、回転部材２３０の回転に伴って材料が間欠的に投入口２１４に供給される。

【0060】

以上で説明した第８実施形態における射出成形装置１０によれば、回転部材２３０は、回転部材２３０の中心ＢＸが回転軸２３１から偏心するように回転軸２３１に接続されており、回転部材２３０が回転軸回りに回転することで、回転部材２３０と仕切板２１５の間隔が変化して筐体２１０内の材料が間欠的に投入口２１４へ供給される。そのため、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んでも、回転部材２３０を回転軸２３１回りに回転させて回転部材２３０と仕切板２１５の間隔を変化させることで、入り込んだ材料を投入口２１４に落下させやすくできる。また、回転軸２３１が沿う方向は重力方向と異なるため、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んだ場合に、材料が重力によって投入口２１４に落下しやすくなる。したがって、回転部材２３０と仕切板２１５との間に材料が入り込んだ場合でも、入り込んだ材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0061】

Ｉ．第９実施形態：
図１４は、第９実施形態における三次元造形装置４００の概略構成を示す説明図である。三次元造形装置４００は、材料供給装置２０と、可塑化部３０と、造形ステージ４１０と、移動機構４２０と、を備える。本実施形態における材料供給装置２０は、第１実施形態の構成と同様である。

【0062】

可塑化部３０は、フラットスクリュー３１０と、バレル３２０と、加熱部３３０と、吸引送出部３４０と、を備える。本実施形態では、バレル３２０の連通孔３２２とノズル３５０とを接続する流路３２３中に、逆止弁３２４ではなく、ノズル３５０からの可塑化材料の吐出量あるいは吐出の有無を切り替えるバルブ４３０が設けられている。バルブ４３０は、制御部５０の制御下で駆動される。可塑化部３０のその他の構成は第１実施形態における可塑化部３０と同様である。

【0063】

造形ステージ４１０は、ノズル３５０に対向している。ノズル３５０から吐出された可塑化材料は、ステージ上の造形面４１１に堆積される。本実施形態では、造形面４１１は、水平方向に沿っている。造形ステージ４１０は、移動機構４２０によって支持されている。

【0064】

移動機構４２０は、ノズル３５０と造形ステージ４１０との相対的な位置を変化させる。本実施形態では、移動機構４２０は、造形ステージ４１０を移動させることによって、ノズル３５０と造形ステージ４１０との相対的な位置を変化させる。本実施形態における移動機構４２０は、３つのモーターが発生させる動力によって、造形ステージ４１０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ている。各モーターは、制御部５０の制御下で駆動される。なお、移動機構４２０は、造形ステージ４１０を移動させずに、可塑化部３０を移動させることによって、ノズル３５０と造形ステージ４１０との相対的な位置を変化させるように構成されてもよい。また、移動機構４２０は、造形ステージ４１０と可塑化部３０との両方を移動させることによって、ノズル３５０と造形ステージ４１０との相対的な位置を変化させるように構成されてもよい。

【0065】

三次元造形装置４００は、制御部５０の制御下で、ノズル３５０と造形ステージ４１０との相対的な位置を変化させつつノズル３５０から可塑化材料を吐出させることによって、造形ステージ４１０上に可塑化材料の層を積層して所望の形状の三次元造形物を造形する。制御部５０は、バルブ４３０を用いてノズル３５０から一時的に可塑化材料の吐出を停止させる際には、吸引送出部３４０に備えられたプランジャー３４２を駆動して吸引送出シリンダー３４１内に、ノズル周辺の可塑化材料を吸引する。そして、バルブ４３０を用いてノズル３５０からの可塑化材料の吐出を再開させる際には、プランジャー３４２を駆動して吸引送出シリンダー３４１内に吸引した可塑化材料をノズル３５０に向けて圧送する。

【0066】

以上で説明した第９実施形態における三次元造形装置４００によれば、第１実施形態と同様に、回転部材２３０と仕切板２１５の間に材料が入り込んだ場合に、材料が重力によって投入口２１４に落下しやすくなり、材料が回転部材２３０の回転を阻害することを抑制できる。

【0067】

本実施形態において、材料供給装置２０は、第２実施形態で説明した伸縮部材２４２を備えていてもよいし、第３実施形態で説明した伸縮部２５０を備えていてもよいし、第４実施形態または第５実施形態で説明した仕切部材２６０および調整部２６１を備えていてもよい。また、本実施形態において、回転部材２３０は、第６実施形態で説明した凹部２３５を有してもよいし、凹部２３５内に第７実施形態で説明した突起部２３６を有してもよいし、第８実施形態で説明したように回転軸２３１は回転部材２３０の中心ＢＸから偏心していてもよい。

【0068】

Ｊ．他の実施形態：
（Ｊ－１）第１実施形態、第６実施形態、または第７実施形態において、回転部材２３０の外周が筒部２１１の内面と隣接している場合は、筒部２１１には仕切板２１５が形成されていなくてもよい。

【0069】

（Ｊ－２）第１実施形態から第５実施形態において、回転部材２３０は、Ｙ方向に沿う軸線を有する円柱の一部がＹ方向に切り落とされた形状でもよい。

【0070】

（Ｊ－３）図１５は、回転部材２３０の形状の例を示す図である。第１実施形態から第５実施形態において、回転部材２３０は、図１５に示すような形状であってもよい。

【0071】

（Ｊ－４）第６実施形態及び第７実施形態において、凹部２３５の角は丸みを有していてもよい。この場合、粒径の小さい材料が凹部２３５の角に溜まることを抑制できる。

【0072】

（Ｊ－５）上記各実施形態では、回転軸２３１は、Ｙ方向に沿う方向に設けられている。これに対して、回転軸２３１は、鉛直方向に交差する方向に設けられていればよい。

【0073】

（Ｊ－６）上記実施形態において、射出成形装置１０は、可塑化部３０と、型締装置４０と、制御部５０と、の一部または全部を備えていなくてもよい。

【0074】

（Ｊ－７）上記実施形態において、三次元造形装置４００は、可塑化部３０と、造形ステージ４１０と、移動機構４２０と、の一部または全部を備えていなくてもよい。

【0075】

Ｋ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【0076】

（１）本開示の一形態によれば、材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部に前記材料を供給する材料供給装置が提供される。この材料供給装置は、前記可塑化部に前記材料を投入する投入口を有し、前記材料を収容する筐体と、前記筐体内の前記投入口よりも上方に設けられ、鉛直方向に交差する回転軸を中心に回転する回転部材と、を備え、前記材料は、前記筐体内の前記回転部材よりも上方に収容されており、前記回転部材が回転することによって、前記材料が前記投入口に間欠的に供給される。このような形態によれば、回転部材が鉛直方向に交差する回転軸回りに回転するため、回転部材と筐体の間に材料が入り込んだ場合でも、材料を重力によって投入口に落下しやすくでき、材料が回転部材の回転を阻害することを抑制できる。

【0077】

（２）上記形態において、前記回転部材は、外周に凹部を有してもよい。このような形態によれば、回転部材が回転軸回りに回転して凹部が下方に移動した場合に凹部の材料が投入口に供給されるため、材料を間欠的に投入口に供給できる。

【0078】

（３）上記形態において、前記凹部内に突起部を有してもよい。このような形態によれば、回転部材と筐体の間に材料が詰まった場合に、突起部によって詰まった材料を破壊できる。また、回転部材が回転軸回りに回転した際に突起部の近傍の材料を撹拌できる。

【0079】

（４）上記形態において、前記回転軸は前記回転部材の中心から偏心しており、前記回転部材が回転した場合に前記回転部材と前記筐体との間隔が変化することによって、前記材料が前記投入口に間欠的に供給されてもよい。このような形態によれば、回転部材の形状を単純化できるため、回転部材の整備を簡単にできる。

【0080】

（５）上記形態において、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記駆動部を支持し、鉛直方向に伸縮する伸縮部材と、を備え、前記伸縮部材が鉛直方向に伸縮することによって、前記筐体内での前記回転部材の鉛直方向の位置が変化してもよい。このような形態によれば、筐体内での回転部材の鉛直方向の位置を変化させることで、回転部材と筐体の間に詰まった材料を重力によって投入口へ落下させやすくできる。

【0081】

（６）上記形態において、前記筐体は、第１筐体と、前記第１筐体の下方に位置する第２筐体と、を有し、前記材料は、前記第１筐体に収容されており、一端が前記第１筐体に固定され、他端が前記第２筐体に固定された伸縮部を備え、前記伸縮部は、前記筐体を鉛直方向に伸縮させ、前記筐体内での前記回転部材の鉛直方向の位置を変化させてもよい。このような形態によれば、筐体内での回転部材の鉛直方向の位置を変化させることで、回転部材と筐体の間に詰まった材料を重力によって投入口へ落下させやすくできる。

【0082】

（７）上記形態において、前記回転部材の外周と前記筐体の側面との間に設けられ、前記材料の一部を支持する仕切部材と、前記仕切部材を動かし、前記回転部材と前記仕切部材との間隔を調整する調整部と、を備えてもよい。このような形態によれば、筐体に収容された材料の大きさや硬さに基づいて、回転部材と仕切部材の間隔を調整できる。

【0083】

（８）本開示の第２の形態によれば、可塑化装置が提供される。この可塑化装置は、前記材料供給装置と、前記可塑化部と、を備える。

【0084】

本開示は、材料供給装置及び可塑化装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、射出成形装置や、三次元造形装置等の形態で実現することができる。

【符号の説明】

【0085】

１０…射出成形装置、１５…基台、２０…材料供給装置、３０…可塑化部、４０…型締装置、４１…成形型、４２…固定型、４３…可動型、４４…型駆動部、４５…ボールネジ、５０…制御部、２１０…筐体、２１１…筒部、２１２…蓋、２１３…供給口、２１４…投入口、２１５…仕切板、２１６…支持部、２１７…壁部、２１８…穴、２２１…第１筐体、２２２…第２筐体、２２３…収容部、２２４…接続部、２２５…第１突出部、２２６…接続口、２２７…第２突出部、２３０…回転部材、２３１…回転軸、２３２…回転部材の溝、２３５…凹部、２３６…突起部、２４０…駆動部、２４１…固定部、２４２…伸縮部材、２５０…伸縮部、２６０…仕切部材、２６１…調整部、３１０…フラットスクリュー、３１１…スクリューケース、３１２…駆動軸、３１３…駆動モーター、３１４…材料投入口、３１５…溝形成面、３１６…中央部、３１７…溝、３１８…凸条部、３２０…バレル、３２１…バレルケース、３２２…連通孔、３２３…流路、３２４…逆止弁、３２５…対向面、３２６…案内溝、３３０…加熱部、３４０…吸引送出部、３４１…吸引送出シリンダー、３４２…プランジャー、３４３…プランジャー駆動部、３５０…ノズル、４００…三次元造形装置、４１０…造形ステージ、４１１…造形面、４２０…移動機構、４３０…バルブ、ＡＸ…仕切部材の回転軸、ＢＸ…回転部材の中心、ＭＲ…材料、ＲＸ…フラットスクリューの回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】