特許 7557167 射出成形装置及び三次元造形装置

(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】2024-09-18

(45)【発行日】2024-09-27

(54)【発明の名称】射出成形装置及び三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/17 20060101AFI20240919BHJP

   B29C 64/20 20170101ALI20240919BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240919BHJP

   B22D 17/20 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

B29C45/17

B29C64/20

B33Y30/00

B22D17/20 L

B22D17/20 H

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020052912

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021151739

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2023-02-13

(73)【特許権者】

【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】100095452

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 博樹

(72)【発明者】

【氏名】笹川 翔

【審査官】田村 佳孝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－００１５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１２３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２０９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８７７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２２０７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０５２３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２０６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３１２８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６１３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／１７

Ｂ２９Ｃ ６４／２０

Ｂ３３Ｙ ３０／００

Ｂ２２Ｄ １７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部から供給された前記造形材料を金型に射出するノズルと、を備え、
前記溶融部は、
溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、
駆動モーターと、
前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、
第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、
一方端から他方端まで貫通し前記第１注入経路に繋がる貫通孔が設けられるとともに、前記貫通孔に逆止弁が設けられるグリースニップルと、
を有し、
前記駆動モーターは、基体部に取り付けられ、
前記第１ギアは、外側の太陽ギアと、内側の遊星ギアとを有し、
前記第１注入経路は、前記第１注入口から前記太陽ギアと前記遊星ギアとの間の領域まで至る経路であり、
前記基体部と前記第１ギアとの間には中間部材が設けられており、前記第１注入経路は、前記基体部及び前記中間部材に孔を開けることで構成されており、
前記基体部には、前記第１ギアに注入された前記第１潤滑剤のうち不要な前記第１潤滑剤を、前記第１ギアと前記中間部材との隙間、もしくは前記中間部材と前記基体部との隙間の少なくともいずれかを介して排出可能な排出口が形成されている、ことを特徴とする射出成形装置。

【請求項2】

請求項１に記載の射出成形装置において、
射出シリンダーと、
前記射出シリンダー内で摺動し、前記造形材料を前記射出シリンダー内に計量する計量操作と、前記造形材料を前記ノズルに送る射出操作と、を行う射出プランジャーと、
射出モーターと、
前記射出モーターの駆動力を前記射出プランジャーに伝え、前記射出プランジャーを射出シリンダー内で摺動させる第２ギアと、を備え、
第２潤滑剤を注入する第２注入口と、前記第２注入口から前記第２ギアに至る第２注入経路と、を有する第２注入部と、
を有することを特徴とする射出成形装置。

【請求項3】

請求項２に記載の、射出成形装置において、
第１タイマーと、前記第１注入口に連通し前記第１潤滑剤を収容した第１収容部と、
第２タイマーと、前記第２注入口に連通し前記第２潤滑剤を収容した第２収容部と、を備え、
前記第１注入部は、前記第１タイマーにより第１所定時間経過したことが計測されると、前記第１収容部から前記第１注入口に前記第１潤滑剤を自動で注入し、
前記第２注入部は、前記第２タイマーにより第２所定時間経過したことが計測されると、前記第２収容部から前記第２注入口に前記第２潤滑剤を自動で注入する、ことを特徴とする射出成形装置。

【請求項4】

固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部から供給された前記造形材料を金型に射出するノズルと、を備え、
前記溶融部は、
溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、
駆動モーターと、
前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、
第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、
一方端から他方端まで貫通し前記第１注入経路に繋がる貫通孔が設けられるとともに、前記貫通孔に逆止弁が設けられるグリースニップルと、
を有し、
射出シリンダーと、
前記射出シリンダー内で摺動し、前記造形材料を前記射出シリンダー内に計量する計量操作と、前記造形材料を前記ノズルに送る射出操作と、を行う射出プランジャーと、
射出モーターと、
前記射出モーターの駆動力を前記射出プランジャーに伝え、前記射出プランジャーを射出シリンダー内で摺動させる第２ギアと、を備え、
第２潤滑剤を注入する第２注入口と、前記第２注入口から前記第２ギアに至る第２注入経路と、を有する第２注入部と、
を有し、
第１タイマーと、前記第１注入口に連通し前記第１潤滑剤を収容した第１収容部と、
第２タイマーと、前記第２注入口に連通し前記第２潤滑剤を収容した第２収容部と、を備え、
前記第１注入部は、前記第１タイマーにより第１所定時間経過したことが計測されると、前記第１収容部から前記第１注入口に前記第１潤滑剤を自動で注入し、
前記第２注入部は、前記第２タイマーにより第２所定時間経過したことが計測されると、前記第２収容部から前記第２注入口に前記第２潤滑剤を自動で注入する、ことを特徴とする射出成形装置。

【請求項5】

請求項４に記載の射出成形装置において、
前記第１ギアの振動及び前記駆動モーターのトルクの少なくともいずれかに基づいて注入タイミングを検知する第１検知部を備え、
前記第１注入部は、前記第１検知部が前記注入タイミングを検知すると、前記第１収容部から前記第１注入口に前記第１潤滑剤を自動で注入する自動注入部を有する、ことを特徴とする射出成形装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
前記第１注入口及び前記第１注入経路の少なくともいずれか一方に第１フィルターを備えることを特徴とする射出成形装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
前記金型は、固定型、及び、前記固定型に対して移動する可動型を有し、
前記可動型を移動させる可動型移動部と、
型開閉モーターと、
前記型開閉モーターの駆動力を前記可動型移動部に伝える第３ギアと、
第３潤滑剤を注入する第３注入口と、前記第３注入口から前記第３ギアに至る第３注入経路と、を有する第３注入部と、
を有することを特徴とする射出成形装置。

【請求項8】

固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、
前記溶融部から供給された前記造形材料をステージに向けて射出するノズルと、を備え、
前記溶融部は、
溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、
前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、
前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、
駆動モーターと、
前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、
第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、
一方端から他方端まで貫通し前記第１注入経路に繋がる貫通孔が設けられるとともに、前記貫通孔に逆止弁が設けられるグリースニップルと、
を有し、
前記駆動モーターは、基体部に取り付けられ、
前記第１ギアは、外側の太陽ギアと、内側の遊星ギアとを有し、
前記第１注入経路は、前記第１注入口から前記太陽ギアと前記遊星ギアとの間の領域まで至る経路であり、
前記基体部と前記第１ギアとの間には中間部材が設けられており、前記第１注入経路は、前記基体部及び前記中間部材に孔を開けることで構成されており、
前記基体部には、前記第１ギアに注入された前記第１潤滑剤のうち不要な前記第１潤滑剤を、前記第１ギアと前記中間部材との隙間、もしくは前記中間部材と前記基体部との隙間の少なくともいずれかを介して排出可能な排出口が形成されている、ことを特徴とする三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形装置及び三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、スクリューを回転させつつ固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、該溶融部から供給された造形材料を射出するノズルと、を備える装置が使用されている。例えば、特許文献１には、ローターを回転させつつ成形材料を可塑化し、可塑化された成形材料をノズルから射出する射出成形機が開示されている。また、特許文献２には、モーターにより回転するフラットスクリューで材料を可塑化して溶融材料を形成し、該溶融材料をノズルから射出する三次元造形装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２４１０１号公報

【文献】特開２０１８－１８７７７７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、スクリューを回転させつつ固形材料を溶融して造形材料にする溶融部を備える装置においては、駆動モーターの駆動力をスクリューに伝えるギアが摩耗するので、メンテナンス処理を行う必要がある。しかしながら、メンテナンス処理には手間がかかるため、メンテナンス処理を実行してから次にメンテナンス処理を実行するまでの期間であるメンテナンス周期は長いほうが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための本発明の射出成形装置は、固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を金型に射出するノズルと、を備え、前記溶融部は、溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、駆動モーターと、前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、を有することを特徴とする。

【0006】

また、上記課題を解決するための本発明の三次元造形装置は、固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を射出するノズルと、を備え、前記溶融部は、溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、駆動モーターと、前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、を有することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施例１の射出成形装置の概略構成を示す断面図。

【図2】本発明の実施例１の射出成形装置におけるフラットスクリューの構成を示す概略斜視図。

【図3】本発明の実施例１の射出成形装置におけるバレルの構成を示す概略図。

【図4】本発明の実施例１の射出成形装置のノズル周辺を説明するための断面図であって、図１の領域Ａｒ１を拡大して示す拡大図。

【図5】本発明の実施例１の射出成形装置のゲート開口周辺の寸法を説明するための断面図。

【図6】本発明の実施例１の射出成形装置の材料生成部の概略構成を示す断面図。

【図7】本発明の実施例１の射出成形装置の第1注入部の概略構成を示す断面図。

【図8】本発明の実施例１の射出成形装置の材料生成部の概略構成を示す概略図であって、グリースニップルを取り外した状態を表す図。

【図9】本発明の実施例１の射出成形装置のグリースニップルを示す斜視図。

【図10】本発明の実施例１の射出成形装置の第１ギアを示す斜視図。

【図11】本発明の実施例１の射出成形装置の第２注入部の概略構成を示す斜視図。

【図12】本発明の実施例１の射出成形装置の第２注入部の概略構成を示す断面図。

【図13】本発明の実施例１の射出成形装置の金型開閉部の概略構成を示す断面図。

【図14】本発明の実施例１の射出成形装置の第３注入部の概略構成を示す断面図。

【図15】本発明の実施例２の射出成形装置の材料生成部の概略構成を示す断面図。

【図16】本発明の実施例２の射出成形装置の材料生成部の概略構成を示す概略図。

【図17】本発明の実施例３の三次元造形装置の概略図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

最初に、本発明について概略的に説明する。
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の射出成形装置は、固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を金型に射出するノズルと、を備え、前記溶融部は、溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、駆動モーターと、前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、を有することを特徴とする。

【0009】

本態様によれば、溶融部は、第１潤滑剤を注入する第１注入口と、第１注入口から第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部を有する。このため、装置の外部から第１注入口及び第１注入経路を介して第１ギアに第１潤滑剤を簡単に注入することができる。第１ギアに第１潤滑剤を注入することで第１ギアの摩耗を抑制でき、メンテナンス周期を長くすることができる。

【0010】

本発明の第２の態様の射出成形装置は、前記第１の態様において、第１タイマーと、前記第１注入口に連通し前記第１潤滑剤を収容した第１収容部と、を備え、前記第１注入部は、前記第１タイマーにより所定時間経過したことが計測されると、前記第１収容部から前記第１注入口に前記第１潤滑剤を自動で注入する自動注入部を有する、ことを特徴とする。

【0011】

本態様によれば、所定時間経過するごとに第１潤滑剤を自動で注入することができる。このため、ユーザーが第１潤滑剤を注入し忘れることにより第１ギアの摩耗が早くなることを抑制することができる。

【0012】

本発明の第３の態様の射出成形装置は、前記第１の態様において、前記第１ギアの振動、前記駆動モーターのトルク及び前記第１注入経路の圧力の少なくともいずれかに基づいて注入タイミングを検知する第１検知部と、前記第１注入口に連通し前記第１潤滑剤を収容した第１収容部と、を備え、前記第１注入部は、前記第１検知部が前記注入タイミングを検知すると、前記第１収容部から前記第１注入口に前記第１潤滑剤を自動で注入する自動注入部を有する、ことを特徴とする。

【0013】

ギアが摩耗しメンテナンス処理の実行が必要になると、ギアの振動や、駆動モーターのトルク上昇や、第１潤滑剤の注入経路の圧力変動などが生じる。しかしながら、本態様によれば、第１ギアの振動、駆動モーターのトルク及び第１注入経路の圧力の少なくともいずれかに基づいて注入タイミングを検知するので、第１ギアに関してメンテナンス処理の実行が必要なときを適切に判断でき、適切なタイミングでメンテナンス処理を実行することができる。

【0014】

本発明の第４の態様の射出成形装置は、前記第１から第３のいずれか１つの態様において、前記第１注入口及び前記第１注入経路の少なくともいずれか一方に第１フィルターを備えることを特徴とする。

【0015】

本態様によれば、第１注入口及び第１注入経路の少なくともいずれか一方に第１フィルターを備える。このため、第１潤滑剤の注入経路が異物で詰まることを抑制でき、適切に第１ギアに第１潤滑剤を至らせることができる。

【0016】

本発明の第５の態様の射出成形装置は、前記第１から第４のいずれか１つの態様において、射出シリンダーと、前記射出シリンダー内で摺動し、前記造形材料を前記射出シリンダー内に計量する計量操作と、前記造形材料を前記ノズルに送る射出操作と、を行う射出プランジャーと、射出モーターと、前記射出モーターの駆動力を前記射出プランジャーに伝え、前記射出プランジャーを射出シリンダー内で摺動させる第２ギアと、を備え、第２第２潤滑剤を注入する第２注入口と、前記第２注入口から前記第２ギアに至る第２注入経路と、を有する第２注入部と、を有することを特徴とする。

【0017】

本態様によれば、第２潤滑剤を注入する第２注入口と、第２注入口から第２ギアに至る第２注入経路と、を有する第２注入部を有する。このため、装置の外部から第２注入口及び第２注入経路を介して第２ギアに第２潤滑剤を簡単に注入することができる。第２ギアに第２潤滑剤を注入することで第２ギアの摩耗を抑制でき、第１ギアだけでなく第２ギアについてもメンテナンス周期を長くすることができる。

【0018】

本発明の第６の態様の射出成形装置は、前記第１から第５のいずれか１つの態様において、前記金型は、固定型、及び、前記固定型に対して移動する可動型を有し、前記可動型を移動させる可動型移動部と、型開閉モーターと、前記型開閉モーターの駆動力を前記可動型移動部に伝える第３ギアと、第３潤滑剤を注入する第３注入口と、前記第３注入口から前記第３ギアに至る第３注入経路と、を有する第３注入部と、を有することを特徴とする。

【0019】

本態様によれば、第３潤滑剤を注入する第３注入口と、第３注入口から第３ギアに至る第３注入経路と、を有する第３注入部を有する。このため、装置の外部から第３注入口及び第３注入経路を介して第３ギアに第３潤滑剤を簡単に注入することができる。第３ギアに第３潤滑剤を注入することで第３ギアの摩耗を抑制でき、第１ギアだけでなく第３ギアについてもメンテナンス周期を長くすることができる。

【0020】

本発明の第７の態様の三次元造形装置は、固形材料を溶融して造形材料にする溶融部と、前記溶融部から供給された前記造形材料を射出するノズルと、を備え、前記溶融部は、溝が形成された溝形成面を有するスクリューと、前記溝形成面に対向する対向面を有し、前記ノズルと連通する連通孔が設けられたバレルと、前記スクリューと前記バレルとの間に供給された前記固形材料を加熱する加熱部と、駆動モーターと、前記駆動モーターの駆動力を前記スクリューに伝え、前記スクリューを回転させる第１ギアと、第１潤滑剤を注入する第１注入口と、前記第１注入口から前記第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部と、を有することを特徴とする。

【0021】

本態様によれば、溶融部は、第１潤滑剤を注入する第１注入口と、第１注入口から第１ギアに至る第１注入経路と、を有する第１注入部を有する。このため、装置の外部から第１注入口及び第１注入経路を介して第１ギアに第１潤滑剤を簡単に注入することができる。第１ギアに第１潤滑剤を注入することで第１ギアの摩耗を抑制でき、メンテナンス周期を長くすることができる。

【0022】

以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
［実施例１］
（射出成形装置の全体構成）
図１は、本発明の実施例１の射出成形装置１０の概略構成を示す断面図である。図１は、概略図であるので、一部の構成部材を省略、簡略化または変形して表している。図１は、ホットランナー１００に形成された流路１５０の軸線ＡＸを含む断面において、鉛直方向に沿って射出成形装置１０を切断した断面を模式的に示している。図１には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されており、＋Ｚ方向が鉛直上方向に相当する。軸線ＡＸは、Ｘ軸と平行である。図１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、他の図のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸にそれぞれ対応する。射出成形装置１０は、熱可塑性樹脂等の造形材料を金型内へと射出して、成形品を製造する。射出成形装置１０は、材料生成部２０と、射出部３０と、射出成形用金型４０と、金型開閉部５０と、制御装置９０とを備える。

【0023】

材料生成部２０は、鉛直上方に配置された図示しないホッパーから供給される固形材料の少なくとも一部を可塑化又は溶融化させることにより、流動性を有する造形材料を生成し、射出部３０側へと供給する。かかる固体材料は、ペレットや粉末等の種々の粒状の形態でホッパーへと投入される。材料生成部２０は、フラットスクリュー２１と、バレル２５と、駆動モーター２９とを有する。なお、材料生成部２０は、駆動モーター２９の駆動力をフラットスクリュー２１に伝える第１ギア２１０と、第１潤滑剤としてのグリースを第１ギア２１０に注入することが可能な第１注入部２００と、を有しているが、第１注入部２００の構成についての詳細は後述する。

【0024】

フラットスクリュー２１は、軸線ＡＸに沿った長さが直径よりも小さい略円柱状の外観形状を有する。フラットスクリュー２１は、ホットランナー１００に形成された流路１５０の軸線ＡＸとフラットスクリュー２１の軸線ＡＸとが一致するように配置されている。フラットスクリュー２１の、バレル２５と対向する側の端面である溝形成面１１には、溝２２が形成され、外周面には、材料流入口２３が形成されている。溝２２は、材料流入口２３まで連続している。材料流入口２３は、ホッパーから供給される固体材料を受け入れる。

【0025】

図２は、フラットスクリュー２１の溝形成面１１の構成を示す概略斜視図である。フラットスクリュー２１の溝形成面１１の中央部１２は、溝２２の一端が接続されている凹部として構成されている。中央部１２は、図１に示すバレル２５の連通孔２６に対向する。本実施例において、中央部１２は、軸線ＡＸと交差する。フラットスクリュー２１の溝２２は、いわゆるスクロール溝で構成され、軸線ＡＸの位置する中央部からフラットスクリュー２１の外周面側に向かって弧を描くように渦状に形成されている。溝２２は、螺旋状に構成されていてもよい。溝形成面１１には、溝２２の側壁部を構成し、各溝２２に沿って延びている凸状部１３が設けられている。

【0026】

本実施例におけるフラットスクリュー２１の溝形成面１１には、３つの溝２２と３つの凸状部１３とが形成されているが、３つに限らず、１つまたは２つ以上の任意の数の溝２２と凸状部１３とがそれぞれ形成されていてもよい。また、溝２２の数に合わせて任意の数の凸状部１３が設けられてもよい。また、本実施例におけるフラットスクリュー２１の外周面には、３つの材料流入口２３が周方向に沿って等間隔に並んで形成されている。なお、３つに限らず、１つまたは２つ以上の任意の数の材料流入口２３が形成されていてもよく、等間隔に限らず互いに異なる間隔で並んで形成されていてもよい。

【0027】

図１に示すバレル２５は、略円板状の外観形状を有し、フラットスクリュー２１の溝形成面１１と対向して配置されている。バレル２５には、材料を加熱するための加熱部としてのヒーター２４が埋め込まれている。なお、バレル２５に埋め込まれたヒーター２４に代えて、フラットスクリュー２１にヒーター２４が埋め込まれていても良い。バレル２５には、軸線ＡＸに沿って貫通する連通孔２６が形成されている。連通孔２６は、造形材料をホットランナー１００へと導く流路として機能する。バレル２５には、軸線ＡＸと直交する軸に沿って貫通する射出シリンダー３２が形成されている。射出シリンダー３２は、射出部３０の一部分を構成し、連通孔２６と連通している。

【0028】

図３は、バレル２５の構成を示す概略平面図である。図３では、バレル２５のうち、フラットスクリュー２１の溝形成面１１と対向して配置される対向面２７を示している。連通孔２６は、対向面２７の中心に形成されている。対向面２７には、連通孔２６に接続され、連通孔２６から外周に向かって渦状に延びる複数の案内溝２８が形成されている。複数の案内溝２８は、フラットスクリュー２１の中央部１２に流入した造形材料を連通孔２６に導く機能を有する。なお、上記のように、本実施例においては複数の案内溝２８を有しているが、案内溝２８を有さない構成としてもよい。

【0029】

図１に示す駆動モーター２９は、フラットスクリュー２１の、バレル２５と対向する側とは反対側の端面に接続されている。駆動モーター２９は、制御部９５からの指令に応じて駆動し、軸線ＡＸを回転軸としてフラットスクリュー２１を回転させる。

【0030】

材料流入口２３から供給された材料の少なくとも一部は、フラットスクリュー２１の溝２２内においてバレル２５の加熱部材により加熱されながら、フラットスクリュー２１の回転によって可塑化又は溶融化して流動性が高められながら搬送されて、連通孔２６へと導かれる。フラットスクリュー２１の回転により、造形材料の圧縮および脱気も実現される。ここで、「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料が、ガラス転移点以上の温度に加熱されることにより軟化し、流動性を発現することを意味する。また、「溶融」とは、熱可塑性を有する材料が融点以上の温度に加熱されて液状になることのみならず、熱可塑性を有する材料が可塑化することをも意味する。

【0031】

射出部３０は、材料生成部２０から供給される造形材料を計量して、射出成形用金型４０の可動型４８に形成されたキャビティー４９へと射出する。射出部３０は、射出シリンダー３２と、射出プランジャー３４と、逆止弁３６と、射出モーター３８と、ホットランナー１００とを有する。なお、射出部３０は、射出モーター３８の駆動力を射出プランジャー３４に伝える第２ギア３１０と、第２潤滑剤としてのグリースを第２ギア３００に注入することが可能な第２注入部３００と、を有しているが、第２注入部３００の構成についての詳細は後述する。

【0032】

射出シリンダー３２は、バレル２５の内部において略円筒状に形成され、連通孔２６と連通している。射出プランジャー３４は、射出シリンダー３２内に摺動可能に配置されている。射出プランジャー３４が＋Ｙ方向に摺動することにより、連通孔２６内の造形材料が射出シリンダー３２内に引き込まれて計量される。射出プランジャー３４が－Ｙ方向に摺動することにより、射出シリンダー３２内の造形材料がホットランナー１００側へと圧送されて、キャビティー４９へと射出される。逆止弁３６は、射出シリンダー３２と連通孔２６との連通箇所よりもフラットスクリュー２１側において、連通孔２６内に配置されている。逆止弁３６は、フラットスクリュー２１側からホットランナー１００側への造形材料の流動を許容するとともに、ホットランナー１００側からフラットスクリュー２１側への造形材料の逆流を抑制する。射出プランジャー３４が鉛直下方に摺動すると、逆止弁３６が有する球状の弁体がフラットスクリュー２１側へと移動することにより、連通孔２６が閉塞される。射出モーター３８は、制御部９５からの指令に応じて駆動し、射出プランジャー３４を射出シリンダー３２内で摺動させる。射出プランジャー３４の摺動速度および摺動量は、造形材料の種類やキャビティー４９の大きさ等に応じて予め設定されている。ホットランナー１００は、造形材料を加熱した状態でキャビティー４９へと導く機能を有する。

【0033】

射出成形用金型４０は、固定型４１と、可動型４８とを有する。固定型４１の内部には、軸線ＡＸに沿って貫通するホットランナー取り付け孔４２が形成されている。ホットランナー取り付け孔４２には、ホットランナー１００が配置されている。

【0034】

図４は、図１の領域Ａｒ１を拡大して示す拡大断面図である。ホットランナー取り付け孔４２は、材料生成部２０側から順に、内径が段階的に縮小して形成されている。ホットランナー取り付け孔４２の、材料生成部２０側とは反対側の端部４３は、内径が次第に縮小する略円錐状に形成されている。端部４３の先端側は、造形材料が流入するゲート開口４５として機能する。ゲート開口４５は、略円形の穴として構成されている。ゲート開口４５の近傍のゲート１５０ａ（図５参照）は、いわゆるリングゲートのオープンゲート構造で構成される。

【0035】

図１および図４に示す可動型４８は、固定型４１と対向して配置されている。可動型４８は、造形材料の射出時や冷却時を含む型閉じ及び型締めの際に固定型４１と当接され、成形品の離型時を含む型開きの際に固定型４１と離れる。固定型４１と可動型４８とが当接することにより、固定型４１と可動型４８との間において、ゲート開口４５と連通するキャビティー４９が形成される。キャビティー４９は、射出成形で成形される成形品の形状に予め設計されている。本実施例において、キャビティー４９は、ゲート開口４５と直接連なって形成されているが、さらにランナーを介して連なって形成されていてもよい。

【0036】

本実施例において、射出成形用金型４０は、インバー材により形成されている。インバー材は、熱膨張係数が極めて小さいという性質を有する。また、射出成形用金型４０には、図示しない冷媒流路が形成されている。冷媒流路に冷却水等の冷媒が流されることで、射出成形用金型４０の温度が樹脂の溶融温度よりも低く保たれ、キャビティー４９に射出された造形材料が冷却されて硬化する。冷媒は、型締め時および型開き時のいずれにおいても流されている。造形材料の冷却及び硬化は、冷媒流路に冷媒が流されることに代えて、ペルチェ素子等の任意の冷却手段を用いて実現されてもよい。

【0037】

図１に示す金型開閉部５０は、固定型４１と可動型４８との開閉を行なう。金型開閉部５０は、型開閉モーター５８と、可動型移動部５１と、押出しピン５９とを有する。型開閉モーター５８は、制御部９５からの指令に応じて駆動し、可動型４８を軸線ＡＸに沿って移動させる。これにより、射出成形用金型４０の型閉じ及び型締めと型開きとが実現される。押出しピン５９は、キャビティー４９と連通する位置に配置されている。押出しピン５９は、型開きの際に成形品を押出すことにより、成形品を離型させる。なお、金型開閉部５０は、型開閉モーター５８の駆動力を可動型移動部５１に伝える第３ギア５１０と、第３潤滑剤としてのグリースを第３ギア５１０に注入することが可能な第３注入部５００と、を有しているが、第３注入部５００の構成についての詳細は後述する。

【0038】

制御装置９０は、射出成形装置１０全体の動作を制御して、射出成形を実行させる。制御装置９０は、ＣＰＵと記憶装置と入出力インターフェイスとを有するコンピューターにより構成されている。ＣＰＵは、記憶装置に予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、制御部９５として機能する。制御部９５は、ホットランナー１００に埋設されたヒーター１３０の温度を制御して、ホットランナー１００の温度を調整する。射出成形装置１０の使用者は、制御装置９０の入出力インターフェイスであるコントローラーを操作することにより、ヒーター１３０の設定温度等の、射出成形条件に関する各種設定を行なうことができる。

【0039】

ここで、図１で表されるように、制御装置９０は、第１タイマー６１、第２タイマー６２及び第３タイマー６３と接続されている。また、制御装置９０は、第１検知部８１、第２検知部８２及び第３検知部８３と接続されている。

【0040】

ホットランナー１００は、射出部３０から供給される造形材料を、加熱した状態でゲート開口４５へと導く。ホットランナー１００は、固定型４１のホットランナー取り付け孔４２に配置されている。図４に示すように、ホットランナー１００は、本体部１１０と、ノズル１２０と、ヒーター１３０と、断熱部１４０と、を有する。

【0041】

本体部１１０は、略円筒状の外観形状を有する。本体部１１０においてゲート開口４５側の端部の内周面には、図示しない雌ねじが形成されている。ノズル１２０は、ホットランナー１００においてゲート開口４５側の端部に固定配置されている。ノズル１２０は、接続部１２２と、フランジ部１２４と、先端部１２６とを有する。接続部１２２は、ノズル１２０のうち材料生成部２０側に位置し、略円筒状の外観形状を有する。接続部１２２の外周面には、図示しない雄ねじが形成されている。かかる雄ねじと本体部１１０に形成された雌ねじとの螺合によって、ノズル１２０が本体部１１０に固定される。フランジ部１２４は、接続部１２２の外径よりも大きな外径を有し、接続部１２２と連なっている。フランジ部１２４の材料生成部２０側の端面は、本体部１１０のゲート開口４５側の端面と当接している。先端部１２６は、フランジ部１２４と連なり、ゲート開口４５側に向かって突出した略円錐状の外観形状を有する。

【0042】

本体部１１０の内部とノズル１２０の内部とには、軸線ＡＸに沿った流路１５０が形成されている。流路１５０は、造形材料をゲート開口４５へと導く機能を有する。流路１５０は、ノズル１２０の先端部１２６に形成されたノズル開口１２７において、分岐されている。ノズル開口１２７は、ホットランナー取り付け孔４２の端部４３と対向している。本実施例において、先端部１２６には、周方向に互いに等間隔に並んで配置された２つのノズル開口１２７が形成されているが、２つに限らず４つ等、任意の数のノズル開口１２７が形成されていてもよい。このような構造によって、流路１５０は、先端部１２６と端部４３との間において、軸線ＡＸの方向に見たときに、先端部１２６を中心としたリング状の形状となっている。このため、ゲート開口４５は、いわゆるリングゲートとも呼ばれるオープンゲート構造で構成されている。オープンゲート構造では、造形材料の硬化時においても流路１５０が閉塞されず、ゲート開口４５が常に開かれた状態となっている。

【0043】

本実施例において、本体部１１０とノズル１２０とは、アルミニウムにより形成されている。アルミニウムは、熱膨張係数が比較的大きく、熱伝導率が比較的大きいという性質を有する。

【0044】

ヒーター１３０は、本体部１１０に埋設されたコイルヒーターにより構成され、ホットランナー１００を加熱する。ヒーター１３０の温度は、制御部９５によって制御される。かかる加熱によって、流路１５０を流通する造形材料の溶融状態が維持される。ヒーター１３０は、第１ヒーター１３２と、第２ヒーター１３４とを含んで構成されている。第１ヒーター１３２は、接続部１２２を取り囲むようにノズル１２０の周囲に配置されて、ノズル１２０を加熱する。第２ヒーター１３４は、第１ヒーター１３２よりもノズル１２０から離れて配置されている。本実施例において、第２ヒーター１３４は、ノズル１２０よりも材料生成部２０側において、本体部１１０の外周部に配置されている。第１ヒーター１３２および第２ヒーター１３４は、コイルヒーターに限らず、バンドヒーター等の任意のヒーターにより構成されていてもよい。

【0045】

図５は、ゲート開口４５周辺の寸法を説明するための断面図である。図５は、図４の領域Ａｒ２を拡大して模式的に示している。以下に示す寸法は、ホットランナー１００からキャビティー４９へと造形材料を射出する際の制御温度における寸法を意味する。本実施例において、軸線ＡＸを中心とするゲート開口４５の径Ｄ１は、約０．２ｍｍに設定されている。また、軸線ＡＸを中心とするノズル１２０の先端部１２６の径Ｄ２は、約０．０５ｍｍに設定されている。また、ノズル１２０の先端部１２６とゲート開口４５との間の隙間の寸法のうち最も小さい寸法である最狭寸法Ｌ１は、約０．０５ｍｍに設定されている。本実施例において、ノズル１２０の先端部１２６とゲート開口４５との間の隙間とは、ノズル１２０の先端部１２６と、固定型４１に形成されたゲート開口４５の縁との間の隙間を意味する。

【0046】

（造形材料）
射出成形装置１０において用いられる材料について説明する。射出成形装置１０では、例えば、熱可塑性を有する材料や、金属材料、セラミック材料等の種々の材料を主材料として射出成形することができる。ここで、「主材料」とは、成形品の形状を形作っている中心となる材料を意味し、成形品において５０重量％以上の含有率を占める材料を意味する。上述した造形材料には、それらの主材料を単体で溶融したものや、主材料とともに含有される一部の成分が溶融してペースト状にされたものが含まれる。

【0047】

主材料として熱可塑性を有する材料を用いる場合には、材料生成部２０において、当該材料が可塑化することによって造形材料が生成される。「可塑化」とは、熱可塑性を有する材料に熱が加わり溶融することを意味する。

【0048】

熱可塑性を有する材料としては、例えば、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせた熱可塑性樹脂材料を用いることができる。以下に、熱可塑性樹脂材料の例を挙げる。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）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのエンジニアリングプラスチック。

【0049】

熱可塑性を有する材料には、顔料、金属、セラミック等が混合されていてもよい。また、ワックス、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤などの添加剤等が混合されていてもよい。また、炭素繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、アラミド繊維等の繊維類が混合されていてもよい。

【0050】

熱可塑性を有する材料は、そのガラス転移点以上に加熱されて完全に溶融した状態でホットランナー１００のノズル１２０から射出されることが望ましい。例えば、ガラス転移点が約１２０℃であるＡＢＳ樹脂は、後述する第１の温度として約２００℃で射出されてもよい。

【0051】

射出成形装置１０では、上述した熱可塑性を有する材料の代わりに、例えば、金属材料が主材料として用いられてもよい。この場合には、下記の金属材料を粉末状にした粉末材料に、造形材料の生成の際に溶融する成分が混合されて、材料生成部２０に供給されることが望ましい。以下に、金属材料の例を挙げる。マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）やクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単一の金属、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金。次に、前記合金の例を挙げる。マルエージング鋼、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。

【0052】

射出成形装置１０においては、上記の金属材料の代わりに、セラミック材料を主材料として用いることが可能である。セラミック材料としては、例えば、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物セラミックスや、窒化アルミニウムなどの非酸化物セラミックスなどが使用可能である。

【0053】

材料生成部２０に供給される金属材料やセラミック材料の粉末材料は、単一の金属の粉末や合金の粉末、セラミック材料の粉末を、複数種類、混合した混合材料であってもよい。また、金属材料やセラミック材料の粉末材料は、例えば、上で例示したような熱可塑性樹脂、あるいは、それ以外の熱可塑性樹脂によってコーティングされていてもよい。この場合には、材料生成部２０において、その熱可塑性樹脂が溶融して流動性が発現されるものとしてもよい。

【0054】

材料生成部２０に供給される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、溶剤を添加することもできる。溶剤は、下記の中から選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。以下に溶剤の例を挙げる。水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ－プロピル、酢酸ｉｓｏ－プロピル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｉｓｏ－ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル－ｎ－ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ－ピコリン、２，６－ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）；ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。

【0055】

その他に、材料生成部２０に供給される金属材料やセラミック材料の粉末材料には、例えば、バインダーを添加することもできる。以下にバインダーの例を挙げる。アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂又はＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）或いはその他の熱可塑性樹脂。

【0056】

（第１注入部）
上記のように、本実施例の射出成形装置１０は、駆動モーター２９の駆動力をフラットスクリュー２１に伝える第１ギア２１０と、第１潤滑剤の一例としてのグリースを第１ギア２１０に注入することが可能な第１注入部２００と、を有する材料生成部２０を備えている。なお、本実施例の射出成形装置１０は、第１潤滑剤としてグリースを使用可能な構成であるが、グリースに限定されず、グリースよりも粘度の低い液体状のものや粉体状のものなどを使用してもよい。以下に、第１注入部２００について、図６から図１０を参照して説明する。

【0057】

図６から図８で表されるように、材料生成部２０は、駆動モーター２９などが取り付けられる基体部２１３と、駆動モーター２９の駆動力をフラットスクリュー２１に伝えて該フラットスクリュー２１を回転させる第１ギア２１０と、を備えている。また、図７で表されるように、基体部２１３と第１ギア２１０との間には中間部材２１４が設けられている。第１ギア２１０は、図１０で表されるような構成をしており、軸線ＡＸを共通の回転軸とする外側の太陽ギア２１１と内側の遊星ギア２１２とを有している。

【0058】

また、図６から図８で表されるように、基体部２１３には、グリースニップル２２０が取り付けられている。グリースニップル２２０は、図９で表されるような構成をしており、一方端２２０ａから他方端２２０ｂまで貫通する貫通孔が設けられ、一方端２２０ａから他方端２２０ｂまでグリースを流すことが可能な構成となっている。なお、該貫通孔には不図示の逆止弁が設けられており、グリースニップル２２０は他方端２２０ｂから一方端２２０ａに向かってグリースが逆流することを抑制する。図９で表されるようにグリースニップル２２０は雄ねじ部２２０ｃを有しており、図７で表されるように基体部２１３に設けられた雌ねじ部である第１注入口２２２に嵌め合わされている。

【0059】

図７で表されるように、第１注入部２００は、第１注入口２２２から太陽ギア２１１と遊星ギア２１２との間の領域２１５と対向する位置まで至る第１注入経路２２１が形成されている。第１注入経路２２１は、基体部２１３及び中間部材２１４に孔を開けることで構成されている。第１注入部２００は、このような構成となっていることにより、グリースニップル２２０の貫通孔、第１注入口２２２、第１注入経路２２１を介して、第１ギア２１０にグリースを注入させることができる。また、図８で表されるように、基体部２１３には、排出口２２３が形成されており、第１ギア２１０に注入されたグリースのうち不要なグリースを排出口２２３から排出することができる。不要なグリースは、第１ギア２１０と中間部材２１４との隙間、中間部材２１４と基体部２１３との隙間など、各構成部材の隙間などを介して排出口２２３から排出される。また、第１注入口２２２から第１ギア２１０にグリースを注入させつつ排出口２２３からグリースを排出することで古いグリースを新たなグリースに置換することができる。

【0060】

なお、本実施例の射出成形装置１０においては、ユーザーがグリースニップル２２０の一方端２２０ａからシリンジなどでグリースを注入することにより、第１ギア２１０にグリースを注入させることができる。また、詳細は後述するが、本実施例の射出成形装置１０においては、図７の破線で表されるように、グリースを収容した第１収容部２３０をグリースニップル２２０の一方端２２０ａに取り付けることで、自動的に第１ギア２１０にグリースを注入させることもできる。

【0061】

ここで一旦まとめると、本実施例の射出成形装置１０は、固形材料を溶融して造形材料にする溶融部としての材料生成部２０と、材料生成部２０から供給された造形材料を金型に射出するノズル１２０と、を備えている。そして、材料生成部２０は、固形材料が供給される溝２２が形成された溝形成面１１を有するフラットスクリュー２１と、溝形成面１１に対向する対向面２７を有し、ノズル１２０と連通する連通孔２６が対向面２７に設けられたバレル２５と、溝２２、すなわち、フラットスクリュー２１とバレル２５との間に供給された固形材料を加熱するヒーター２４と、駆動モーター２９と、駆動モーター２９の駆動力をフラットスクリュー２１に伝え、フラットスクリュー２１を回転させる第１ギア２１０と、を備えている。さらに、材料生成部２０は、上記のように、グリースを注入する第１注入口２２２と、第１注入口２２２から第１ギア２１０に至る第１注入経路２２１と、を有する第１注入部２００と、を有している。

【0062】

このように、材料生成部２０は、グリースを注入する第１注入口２２２と、第１注入口２２２から第１ギア２１０に至る第１注入経路２２１と、を有する第１注入部２００を有するので、射出成形装置１０の外部から第１注入口２２２及び第１注入経路２２１を介して第１ギア２１０にグリースを簡単に注入することができる。このため、本実施例の射出成形装置１０は、第１ギア２１０にグリースを注入することで第１ギア２１０の摩耗を抑制でき、メンテナンス周期を長くすることができる。

【0063】

上記のように、本実施例の射出成形装置１０は、第１タイマー６１を有し、第１注入口２２２に連通しグリースを収容した第１収容部２３０を取り付けることができる。ここで、第１注入部２００は、制御部９５の制御により、第１タイマー６１により所定時間経過したことが計測されると、第１収容部２３０から第１注入口２２２にグリースを自動で注入することができる。すなわち、本実施例の射出成形装置１０は、制御部９５、第１タイマー６１及び第１注入部２００などからなる自動注入部を有し、所定時間経過するごとにグリースを自動で注入することができる。このため、本実施例の射出成形装置１０はユーザーがグリースを注入し忘れることにより第１ギア２１０の摩耗が早くなることを抑制することができる。

【0064】

また、上記のように、本実施例の射出成形装置１０は第１検知部８１を有しており、第１検知部８１は、第１ギア２１０の振動、駆動モーター２９のトルク及び第１注入経路２２１の圧力の少なくともいずれかに基づいてグリースの注入タイミングを検知することができる。そして、上記のように、本実施例の射出成形装置１０は第１注入口２２２に連通しグリースを収容した第１収容部２３０を取り付けることができるが、第１注入部２００は、第１検知部８１が注入タイミングを検知すると、第１収容部２３０から第１注入口２２２にグリースを自動で注入することができる。第１ギア２１０が摩耗しメンテナンス処理の実行が必要になると、第１ギア２１０の振動や、駆動モーター２９のトルク上昇や、グリースの注入経路である第１注入経路２２１の圧力変動などが生じる。しかしながら、本実施例の射出成形装置１０は、制御部９５、第１検知部８１及び第１注入部２００などからなる自動注入部を有し、第１ギア２１０の振動、駆動モーター２９のトルク及び第１注入経路２２１の圧力の少なくともいずれかに基づいて注入タイミングを検知するので、第１ギア２１０に関してメンテナンス処理の実行が必要なときを適切に判断でき、適切なタイミングでメンテナンス処理を実行することができる。

【0065】

また、図７で表されるように、本実施例の射出成形装置１０は、第１注入経路２２１に第１フィルター２４０を備えている。このように、第１注入口２２２及び第１注入経路２２１の少なくともいずれか一方に第１フィルター２４０を備えることが好ましい。グリースの注入経路が異物で詰まることを抑制でき、適切に第１ギア２１０にグリースを至らせることができるためである。

【0066】

（第２注入部）
上記のように、本実施例の射出成形装置１０は、材料生成部２０から供給される造形材料を計量して、射出成形用金型４０の可動型４８に形成されたキャビティー４９へと射出する射出部３０を備えている。射出部３０は、射出シリンダー３２と、射出プランジャー３４と、射出モーター３８と、を備えている。射出プランジャー３４は、射出シリンダー３２内で摺動し、造形材料を射出シリンダー３２内に計量する計量操作と、造形材料をノズルに送る射出操作と、を行う。そして、射出部３０は、第２注入部３００を備えている。以下に、第２注入部３００について、図１１及び図１２を参照して説明する。

【0067】

射出部３０は、図１２で表されるように、射出モーター３８の駆動力を回転部１３８ａ、ベルト１３８ｂ及び回転部１３８ｃなどを介して射出プランジャー３４に伝え、射出プランジャー３４を射出シリンダー３２内で摺動させる第２ギア３１０を備えている。また、第２潤滑剤の一例としてのグリースを注入する第２注入口３２２と、第２注入口３２２から第２ギア３１０に至る第２注入経路３２１と、第２注入口３２２に取り付けられるグリースニップル３２０と、を有する第２注入部３００を有している。なお、グリースニップル３２０はグリースニップル２２０と同様の構成であり、第２ギア３１０は第１ギア２１０と同様の構成である。

【0068】

このように、本実施例の射出成形装置１０は、グリースを注入する第２注入口３２２と、第２注入口３２２から第２ギア３１０に至る第２注入経路３２１と、を有する第２注入部３００を有する。このため、射出成形装置１０の外部から第２注入口３２２及び第２注入経路３２１を介して第２ギア３１０にグリースを簡単に注入することができる。第２ギア３１０にグリースを注入することで第２ギア３１０の摩耗を抑制でき、第１ギア２１０だけでなく第２ギア３１０についてもメンテナンス周期を長くすることができる。

【0069】

上記のように、本実施例の射出成形装置１０は、第２タイマー６２を有している。また、グリースニップル３２０はグリースニップル２２０と同様の構成であるため、第２注入口３２２に連通しグリースを収容した第２収容部３３０を取り付けることができる。ここで、第２注入部３００は、制御部９５の制御により、第２タイマー６２により所定時間経過したことが計測されると、第２収容部３３０から第２注入口３２２にグリースを自動で注入することができる。すなわち、本実施例の射出成形装置１０は、制御部９５、第２タイマー６２及び第２注入部３００などからなる自動注入部を有し、所定時間経過するごとにグリースを自動で注入することができる。このため、本実施例の射出成形装置１０はユーザーがグリースを注入し忘れることにより第２ギア３１０の摩耗が早くなることを抑制することができる。なお、第２ギア３１０は第１ギア２１０と同様の構成であるので、外側の太陽ギア３１１と内側の遊星ギア３１２とを有している。そして、グリースは、太陽ギア３１１と内側の遊星ギア３１２との間の領域３１５に注入される。

【0070】

また、上記のように、本実施例の射出成形装置１０は第２検知部８２を有しており、第２検知部８２は、第２ギア３１０の振動、射出モーター３８のトルク及び第２注入経路３２１の圧力の少なくともいずれかに基づいてグリースの注入タイミングを検知することができる。そして、上記のように、本実施例の射出成形装置１０は第２注入口３２２に連通しグリースを収容した第２収容部３３０を取り付けることができるが、第２注入部３００は、第２検知部８２が注入タイミングを検知すると、第２収容部３３０から第２注入口３２２にグリースを自動で注入することができる。第２ギア３１０が摩耗しメンテナンス処理の実行が必要になると、第２ギア３１０の振動や、射出モーター３８のトルク上昇や、グリースの注入経路である第２注入経路３２１の圧力変動などが生じる。しかしながら、本実施例の射出成形装置１０は、制御部９５、第２検知部８２及び第２注入部３００などからなる自動注入部を有し、第２ギア３１０の振動、射出モーター３８のトルク及び第２注入経路３２１の圧力の少なくともいずれかに基づいて注入タイミングを検知するので、第２ギア３１０に関してメンテナンス処理の実行が必要なときを適切に判断でき、適切なタイミングでメンテナンス処理を実行することができる。

【0071】

また、図１２で表されるように、本実施例の射出成形装置１０は、第２注入経路３２１に第２フィルター３４０を備えている。このように、第２注入口３２２及び第２注入経路３２１の少なくともいずれか一方に第２フィルター３４０を備えることが好ましい。グリースの注入経路が異物で詰まることを抑制でき、適切に第２ギア３１０にグリースを至らせることができるためである。

【0072】

また、図１１で表されるように、基体部３１３には排出口３２３aが形成されており、第２ギア３１０に注入されたグリースのうち不要なグリースを排出口３２３ａから排出することができる。また、上側カバー部３１４には排出口３２３ｂが形成されている。回転部１３８ｃ及び第２ギア３１０などからなる回転体３６０の回転軸中心部３６０ａは、空洞となっており、該空洞のＹ軸方向（回転体３６０の回転軸方向）における延長線上に排出口３２３ｂに至っている。このため、第２ギア３１０に注入されたグリースのうち不要なグリースを排出口３２３ｂからも効率的に排出することができる。また、第２注入口３２２から第２ギア３１０にグリースを注入させつつ排出口３２３ａ及び排出口３２３ｂからグリースを排出することで古いグリースを新たなグリースに置換することができる。

【0073】

（第３注入部）
上記のように、本実施例の射出成形装置１０は、固定型４１と、固定型４１に対して移動する可動型４８と、固定型４１に対して可動型４８を移動させる可動型移動部５１と、型開閉モーター５８と、型開閉モーター５８の駆動力を可動型移動部５１に伝えて固定型４１と可動型４８とを開閉する金型開閉部５０と、を備えている。そして、金型開閉部５０は、第３注入部５００を備えている。以下に、第３注入部５００について、図１３及び図１４を参照して説明する。

【0074】

金型開閉部５０は、型開閉モーター５８の駆動力を可動型移動部５１に伝える第３ギア５１０を有している。また、第３潤滑剤の一例としてのグリースを注入する第３注入口５２２と、第３注入口５２２から第３ギア５１０に至る第３注入経路５２１と、第３注入口５２２に取り付けられるグリースニップル５２０と、を有する第３注入部５００を有している。なお、グリースニップル５２０はグリースニップル２２０及びグリースニップル３２０と同様の構成であり、第３ギア５１０は第１ギア２１０及び第２ギア３１０と同様の構成である。なお、本実施例においては、第１潤滑剤、第２潤滑剤及び第３潤滑剤はいずれも同じグリースであるが、第１潤滑剤、第２潤滑剤及び第３潤滑剤として異なる潤滑剤を使用してもよい。

【0075】

このように、本実施例の射出成形装置１０は、グリースを注入する第３注入口５２２と、第３注入口５２２から第３ギア５１０に至る第３注入経路５２１と、を有する第３注入部５００を有する。このため、射出成形装置１０の外部から第３注入口５２２及び第３注入経路５２１を介して第３ギア５１０にグリースを簡単に注入することができる。第３ギア５１０にグリースを注入することで第３ギア５１０の摩耗を抑制でき、第１ギア２１０だけでなく第３ギア５１０についてもメンテナンス周期を長くすることができる。

【0076】

上記のように、本実施例の射出成形装置１０は、第３タイマー６３を有している。また、グリースニップル５２０はグリースニップル２２０と同様の構成であるため、第３注入口５２２に連通しグリースを収容した第３収容部５３０を取り付けることができる。ここで、第３注入部５００は、制御部９５の制御により、第３タイマー６３により所定時間経過したことが計測されると、第３収容部５３０から第３注入口５２２にグリースを自動で注入することができる。すなわち、本実施例の射出成形装置１０は、制御部９５、第３タイマー６３及び第３注入部５００などからなる自動注入部を有し、所定時間経過するごとにグリースを自動で注入することができる。このため、本実施例の射出成形装置１０はユーザーがグリースを注入し忘れることにより第３ギア５１０の摩耗が早くなることを抑制することができる。本実施例の射出成形装置１０においては、第１注入部２００、第２注入部３００、第３注入部５００の順にグリースの注入タイミングが短くなるよう設定されている。別の表現をすると、本実施例の射出成形装置１０は、熱がかかりやすいギアほどグリースの注入タイミングが短くなるようにしている。なお、第３ギア５１０は第１ギア２１０と同様の構成であるので、外側の太陽ギア５１１と内側の遊星ギア５１２とを有している。そして、グリースは、太陽ギア５１１と内側の遊星ギア５１２との間の領域５１５に注入される。

【0077】

また、上記のように、本実施例の射出成形装置１０は第３検知部８３を有しており、第３検知部８３は、第３ギア５１０の振動、型開閉モーター５８のトルク及び第３注入経路５２１の圧力の少なくともいずれかに基づいてグリースの注入タイミングを検知することができる。そして、上記のように、本実施例の射出成形装置１０は第３注入口５２２に連通しグリースを収容した第３収容部５３０を取り付けることができるが、第３注入部５００は、第３検知部８３が注入タイミングを検知すると、第３収容部５３０から第３注入口５２２にグリースを自動で注入することができる。第３ギア５１０が摩耗しメンテナンス処理の実行が必要になると、第３ギア５１０の振動や、型開閉モーター５８のトルク上昇や、グリースの注入経路である第３注入経路５２１の圧力変動などが生じる。しかしながら、本実施例の射出成形装置１０は、制御部９５、第３検知部８３及び第３注入部５００などからなる自動注入部を有し、第３ギア５１０の振動、型開閉モーター５８のトルク及び第３注入経路５２１の圧力の少なくともいずれかに基づいて注入タイミングを検知するので、第３ギア５１０に関してメンテナンス処理の実行が必要なときを適切に判断でき、適切なタイミングでメンテナンス処理を実行することができる。

【0078】

また、図１４で表されるように、本実施例の射出成形装置１０は、第３注入経路５２１に第３フィルター５４０を備えている。このように、第３注入口５２２及び第３注入経路５２１の少なくともいずれか一方に第３フィルター５４０を備えることが好ましい。グリースの注入経路が異物で詰まることを抑制でき、適切に第３ギア５１０にグリースを至らせることができるためである。

【0079】

また、図１３で表されるように、基体部５１３には排出口５２３が形成されており、第３ギア５１０に注入されたグリースのうち不要なグリースを排出口５２３から排出することができる。また、第３注入口５２２から第３ギア５１０にグリースを注入させつつ排出口５２３からグリースを排出することで古いグリースを新たなグリースに置換することができる。

【0080】

［実施例２］
次に、実施例２の射出成形装置１０について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５及び図１６において上記実施例１と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。ここで、本実施例の射出成形装置１０は、材料生成部２０の構成以外は実施例１の射出成形装置１０と同様の構成をしている。

【0081】

図１５及び図１６で表されるように、本実施例の射出成形装置１０の材料生成部２０は、実施例１の射出成形装置１０における材料生成部２０と同様、基体部２１３に排出口２２３が形成されているが、実施例１の射出成形装置１０における排出口２２３と同様の構成の排出口２２３Ａに加えて、排出経路２２４と連通する排出口２２３Ｂを有している。本実施例の射出成形装置１０は、排出経路２２４と連通する排出口２２３Ｂを有していることで、射出成形装置１０の内部にグリースが溜まりすぎることをより効果的に抑制する。このため、本実施例の射出成形装置１０は、射出成形装置１０の内部にグリースが溜まりすぎ、射出成形装置１０の内部のグリースを除去するメンテナンス処理の実行頻度を低減することができる。

【0082】

［実施例３］
次に、実施例３としての三次元造形装置１について、図１７を参照して説明する。本実施例の三次元造形装置１は実施例１及び実施例２の射出成形装置１０の材料生成部２０と同様の構成部材を複数有している。このため、図１７において上記実施例１及び実施例２と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。

【0083】

図１７で表されるように、本実施例の三次元造形装置１は溶融部としての可塑化部１４を備えている。可塑化部１４は、三次元造形物を構成する固形材料としての一例であるペレット１９を収容するホッパー２を備えている。ホッパー２に収容されたペレット１９は、供給管３を介して、駆動モーター２９の駆動力によりＺ軸方向を回転軸として回転する略円柱状のフラットスクリュー２１の材料流入口２３に供給される。

【0084】

フラットスクリュー２１及びバレル２５は、実施例１の射出成形装置１０のフラットスクリュー２１及びバレル２５と同様の構成をしている。フラットスクリュー２１及びバレル２５がこのような構成をしていることにより、フラットスクリュー２１を回転させることで、フラットスクリュー２１の溝形成面１１とバレル２５の対向面２７との間に形成される空間部分にペレット１９は供給され、ペレット１９は材料流入口２３から中央部に移動する。なお、ペレット１９が溝２２による空間部分を移動する際、ペレット１９は、ヒーター２４の熱により溶融される。また、ペレット１９は、狭い空間部分を移動することに伴う圧力で加圧される。こうして、ペレット１９は、可塑化され、連通孔２６を介してノズル１２０に供給されてノズル開口１２７から射出される。

【0085】

そして、ノズル１２０の周囲には、ノズル１２０の流路１２１を流れる造形材料を加熱するヒーター１６と、流路１２１の内部圧力を測定する圧力測定部４と、流路１２１を流れる造形材料の流量調節機構５と、流路１２１の内部圧力を開放するパージ部６と、が設けられている。また、構成は実施例１の射出成形装置１０の第１注入部２００と同様なので詳細な説明は省略するが、実施例１の射出成形装置１０の第１注入部２００と同様の構成の第１注入部２００を備えている。

【0086】

三次元造形装置１は、上記のように可塑化部１４やノズル１２０などを備えており、これらを吐出ユニットとしてＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能である。該吐出ユニットは、制御部９５の制御により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動する。なお、図１７で表されるように、三次元造形装置１は、ノズル開口１２７と対向する位置に、三次元造形物を造形するためのテーブル７が設けられている。なお、テーブル７は、制御部９５の制御により、移動機構８を介してＺ軸方向に沿って移動可能である。

【0087】

ここで、上記のように、本実施例の三次元造形装置１は、実施例１の射出成形装置１０の材料生成部２０と同様の構成部材を複数有している。すなわち、本実施例の三次元造形装置１は、固形材料であるペレット１９を溶融して造形材料にする溶融部としての可塑化部１４と、可塑化部１４から供給された造形材料を射出するノズル１２０と、を備えている。また、可塑化部１４は、溝２２が形成された溝形成面１１を有するフラットスクリュー２１と、溝形成面１１に対向する対向面２７を有しノズル１２０と連通する連通孔２６が設けられたバレル２５と、を備えている。さらに、フラットスクリュー２１とバレル２５との間に供給されたペレット１９を加熱する加熱部としてのヒーター２４と、駆動モーター２９と、を備えている。そして、図１７では詳細が省略して表されているが、実施例１の射出成形装置１０の材料生成部２０と同様、駆動モーター２９の駆動力をフラットスクリュー２１に伝えフラットスクリュー２１を回転させる第１ギア２１０と、第１潤滑剤としてのグリースを注入する第１注入口２２２と、第１注入口２２２から第１ギア２１０に至る第１注入経路２２１と、を有する第１注入部２００と、を有している。したがって、本実施例の三次元造形装置１は、外部から第１注入口２２２及び第１注入経路２２１を介して第１ギア２１０にグリースを簡単に注入することができる。このため、第１ギア２１０にグリースを注入することで第１ギア２１０の摩耗を抑制でき、メンテナンス周期を長くすることができる。

【0088】

本発明は、上述の実施例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構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述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。

【符号の説明】

【0089】

１…三次元造形装置、２…ホッパー、３…供給管、４…圧力測定部、
５…流量調節機構、６…パージ部、１０…射出成形装置、１１…溝形成面、
１２…中央部、１３…凸状部、１４…可塑化部（溶融部）、１６…ヒーター、
１９…ペレット（固形材料）、２０…材料生成部（溶融部）、
２１…フラットスクリュー、２２…溝、２３…材料流入口、
２４…ヒーター（加熱部）、２５…バレル、２６…連通孔、２７…対向面、
２８…案内溝、２９…駆動モーター、３０…射出部、３２…射出シリンダー、
３４…射出プランジャー、３６…逆止弁、３８…射出モーター、
４０…射出成形用金型、４１…固定型、４２…ホットランナー取り付け孔、
４３…端部、４５…ゲート開口、４８…可動型、４９…キャビティー、
５０…金型開閉部、５１…可動型移動部、５８…型開閉モーター、５９…押出しピン、
９０…制御装置、９５…制御部、１００…ホットランナー、１１０…本体部、
１２０…ノズル、１２２…接続部、１２４…フランジ部、１２６…先端部、
１２７…ノズル開口、１３０…ヒーター、１３２…第１ヒーター、
１３４…第２ヒーター、２００…第１注入部、２１０…第１ギア、２１１…太陽ギア、
２１２…遊星ギア、２１３…基体部、２１４…中間部材、２１５…領域、
２２０…グリースニップル、２２０ａ…一方端、２２０ｂ…他方端、
２２０ｃ…雄ねじ部、２２１…第１注入経路、２２２…第１注入口、２２３…排出口、
２２３Ａ…排出口、２２３Ｂ…排出口、２２４…排出経路、２３０…第１収容部、
２４０…第１フィルター、３００…第２注入部、３１０…第２ギア、
３１１…太陽ギア、３１２…遊星ギア、３１３…基体部、３１４…上側カバー部、
３１５…領域、３２０…グリースニップル、３２１…第２注入経路、
３２２…第２注入口、３２３ａ…排出口、３２３ｂ…排出口、３３０…第２収容部、
３４０…第２フィルター、３６０…回転体、３６０ａ…回転軸中心部、
５００…第３注入部、５１０…第３ギア、５１１…太陽ギア、５１２…遊星ギア、
５１３…基体部、５１５…領域、５２０…グリースニップル、５２１…第３注入経路、
５２２…第３注入口、５２３…排出口、５３０…第３収容部、
５４０…第３フィルター、Ａｒ１…領域、Ａｒ２…領域、ＡＸ…軸線、Ｄ１…径、
Ｄ２…径

【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】

【図16】

【図17】