(57)【要約】      （修正有）【課題】チューブ状ガイドの内部通路に進入する前のフィラメントに潤滑性を付与することのできる３Ｄプリンター用オイルポットを提供する。【解決手段】フィラメントＦが遊挿される通し孔１４を有してなる筒体１０の内部に、フィラメントＦに接触する柔軟な潤滑液含浸体Ｓが装填されている。筒体１０が、固定部材に対する取付け部３１を備えた軸体３０の先端に連設されている。筒体１０の筒壁にスリット１６が形成されている。潤滑液含浸体Ｓに、スリット１６を通して挿入されたフィラメントＦの中間箇所を分け入らせることのできる切り目２１が設けられている。【選択図】図３
0003222664.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドユニットのノズルから溶融状態で吐出される造形用樹脂材料であるフィラメントが、チューブ状ガイドを通して上記ヘッドユニットに給送されるように構成されている３Ｄプリンター用のオイルポットであって、
上記フィラメントが経由する筒体を有し、この筒体の内部に、柔軟な素材に潤滑液を含浸させてなる潤滑液含浸体が装填されていて、この潤滑液含浸体が上記フィラメントに接触するように構成されていると共に、上記筒体の筒壁の１箇所が、固定部材に対する取付け部を備えた軸体の先端に連設されていることを特徴とする３Ｄプリンター用のオイルポット。
【請求項２】
上記筒体が、円筒状の胴部と、この胴部の一端部と他端部とのそれぞれに設けられた蓋部とを有し、それぞれの蓋部に、上記フィラメントが遊挿される通し孔が備わっている請求項１に記載した３Ｄプリンター用のオイルポット。
【請求項３】
上記筒体の筒壁の周方向１箇所に、上記各通し孔の相互間に亘って延びて上記フィラメントの中間箇所を挿入可能なスリットが形成されていると共に、上記潤滑液含浸体に、上記スリットを通して挿入された上記フィラメントの中間箇所を分け入らせることのできる切り目が設けられている請求項１又は請求項２に記載した３Ｄプリンター用のオイルポット。
【請求項４】
上記筒体の筒壁の１箇所が上記軸体の先端に連設されていると共に、上記スリットの形成箇所として、上記筒壁における上記軸体の連設箇所から円筒状の上記筒体の軸線周りに正方向又は逆方向に９０度よりも小さい角度だけ変位した箇所が選択されている請求項３に記載した３Ｄプリンター用のオイルポット。
【請求項５】
上記軸体が、ボールジョイントを介して上記筒壁側の首振り軸部と上記取付け部側の固定軸部とに分かれている請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載した３Ｄプリンター用のオイルポット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、３Ｄプリンター用のオイルポット、詳しくは、熱溶解積層方式（ＦＤＭ方式）の３Ｄプリンターの造形用樹脂材料として用いられるフィラメントに潤滑性を付与するための３Ｄプリンター用のオイルポットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＤＭ方式の３Ｄプリンターは、カートリッジから繰り出した造形用樹脂材料としての熱可塑性樹脂でなるフィラメントがヘッドユニットに導かれ、このフィラメントがヘッドユニットを通過中に加熱されてヘッドユニットのノズルから溶融状態で吐出される。また、カートリッジからヘッドユニットに至るフィラメントの送り経路には、フィラメントを保護したり印刷中（造形運転中）のフィラメントの振れを抑制したりする作用を発揮するチューブ状ガイドが配備されていて、フィラメントはこのチューブ状ガイドに挿通されて上記のようにヘッドユニットに導かれている。この種の３Ｄプリンターにおいて、フィラメントの送り状態が不安定になると、印刷が正常に行われなくなったり印刷を続行することが困難になったりすることが判っている。
【０００３】
一方、この種の３Ｄプリンターに関連し、先行例（特許文献１）には、フィラメントがフィラメント供給路の壁面と接触すると摩擦力が発生するため、造形用ヘッドのノズルにフィラメントを円滑に供給できなくなる、旨の記載がある。また、この先行例には、送り機構の近傍箇所でフィラメントを冷却して造形用ヘッドのヒータの熱の影響によるフィラメントの軟化や座屈を抑制すると、送り機構の作用によってフィラメントが円滑に供給される、旨の記載もある。
また、他の先行例（特許文献２）には、円筒形状のバレルによって、フィラメントをノズルに導く通路が形成されている、旨の記述がある。さらに他の先行例には、ピンチホイールとフィラメントとの有効摩擦を高めて造形速度を高速にするための手段が開示されている（特許文献３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−８６８１４号公報
【特許文献２】特許第６４５４８１０号公報
【特許文献３】特表２０１７−５３００３７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、３Ｄプリンターにおいて、フィラメントの送り状態が不安定になると、印刷が正常に行われなくなったり印刷を続行することが困難になったりすることが判っている。そこで、本願考案者は鋭意調査を重ねた結果、３Ｄプリンターでは、上記チューブ状ガイドがそれ自体の弾性や剛性に従って湾曲形状に保形されており、しかも、印刷中にヘッドユニットが移動するのに伴ってチューブ状ガイドも追従して湾曲形状を変形させながら移動するため、チューブ状ガイドの内部通路の壁面とチューブ状ガイドの内部通路に進入したフィラメントとの接触状態ないし摩擦抵抗が逐次変化するという事態が起こり、このことがフィラメントの送り状態を不安定にする原因の１つになっているものと推察した。その上で、チューブ状ガイドの内部通路とフィラメントとの滑り性を改善すると、フィラメントの送り状態を安定させることができるであろうと考えた。
【０００６】
本考案は、以上の状況の下でなされたものでり、チューブ状ガイドの内部通路に進入する前のフィラメントに潤滑性を付与することのできる３Ｄプリンター用のオイルポットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案に係る３Ｄプリンター用オイルポットは、ヘッドユニットのノズルから溶融状態で吐出される造形用樹脂材料であるフィラメントが、チューブ状ガイドを通して上記ヘッドユニットに給送されるように構成されている３Ｄプリンターに用いられる。そして、上記フィラメントが経由する筒体を有し、この筒体の内部に、柔軟な素材に潤滑液を含浸させてなる潤滑液含浸体が装填されていると共に、上記筒体の筒壁の１箇所が、固定部材に対する取付け部を備えた軸体の先端に連設されている、というものである。
【０００８】
このように構成されたオイルポットによれば、当該オイルポットをチューブ状ガイドに進入する前のフィラメントの送り経路に設置しておくことにより、筒体の内部を経由するフィラメントに柔軟な潤滑液含浸体が接触して潤滑液がフィラメントの表面に付着する。このため、表面に潤滑液が付着しているフィラメントがチューブ状ガイドの内部通路を通過するときのチューブ状ガイドの内部通路の壁面とフィラメントとの滑り性がフィラメントの表面に付着している潤滑液やチューブ状ガイドの内部通路の壁面に付着した潤滑液の作用により高められ、そのことが、フィラメントの送り状態を安定させることに役立つ。
【０００９】
本考案では、上記筒体が、円筒状の胴部と、この胴部の一端部と他端部とのそれぞれに設けられた蓋部とを有し、それぞれの蓋部に、上記フィラメントが遊挿される通し孔が備わっている、という構成を採用することが望ましい。これによれば、胴部の一端部側の蓋部と胴部の他端部側の蓋部とによって筒体の内部での潤滑液含浸体の位置ずれが抑制されるので、フィラメントの送り移動に潤滑液含浸体が追従移動して筒体の内部で潤滑液含浸体の位置が偏ってしまうという事態が起こりにくくなり、長期に亘る使用が可能になる。
【００１０】
本考案では、上記筒体の筒壁の周方向１箇所に、上記各通し孔の相互間に亘って延びて上記フィラメントの中間箇所を挿入可能なスリットが形成されていると共に、上記潤滑液含浸体に、上記スリットを通して挿入された上記フィラメントの中間箇所を分け入らせることのできる切り目が設けられている、という構成を採用することが望ましい。これによれば、フィラメントの中間箇所をスリットを通して筒体の内部に挿入することができ、しかも、スリットを通して筒体の内部に挿入したフィラメントを潤滑液含浸体の切り目に分け入らせて潤滑液含浸体に接触させることができるので、フィラメントを、３Ｄプリンターのヘッドユニットに接続したままであってもフィラメントを素早く筒体に進入させることが可能になる。
【００１１】
本考案では、上記筒体の筒壁の１箇所が上記軸体の先端に連設されていると共に、上記スリットの形成箇所として、上記筒壁における上記軸体の連設箇所から円筒状の上記筒体の軸線周りに正方向又は逆方向に９０度よりも小さい角度だけ変位した箇所が選択されている、という構成を採用することが可能である。これによれば、印刷中にフィラメントが揺れ動いたりしても、フィラメントの揺動方向が筒体の筒壁のスリットの形成箇所を指向しにくくなりやすく、そのことが、スリットからフィラメントを抜け出しにくくすることに役立つ。
【００１２】
本考案では、上記軸体が、ボールジョイントを介して上記筒壁側の首振り軸部と上記取付け部側の固定軸部とに分かれている、という構成を採用することが望ましい。この構成において、ボールとソケットとがルーズに嵌合しているボールジョイントを採用しておくと、ボールジョイントの作用により、印刷中のフィラメントの揺動に追従して筒体も無理なく揺動するので、フィラメントに無理な力が加わることがない。
【考案の効果】
【００１３】
以上のように、本考案に係る３Ｄプリンター用のオイルポットによれば、チューブ状ガイドの内部通路に進入したフィラメントとチューブ状ガイドの内部通路の壁面との滑り性が潤滑液の作用によって高められるので、チューブ状ガイドの内部通路をフィラメントが円滑に通過するようになってフィラメントの送り状態が安定し、その結果、正常な印刷を長期に亘って続行することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の実施形態に係るオイルポットの側面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本考案の実施形態に係るオイルポットの平面図である。
【図４】図３の要部拡大断面図である。
【図５】筒体の概略斜視図である。
【図６】変形例によるオイルポットＰを示した側面図である。
【図７】実施形態に係るオイルポットの使用状態の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
図１は本考案の実施形態に係る３Ｄプリンター用のオイルポットＰの側面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は同オイルポットＰの平面図、図４は図２の要部拡大断面図、図５は筒体１０の概略斜視図、である。
【００１６】
図１又は図３のように、オイルポットＰは筒体１０を有している。この筒体１０は、円筒状の胴部１１と、この胴部１１の一端部と他端部とのそれぞれに設けられた蓋部１２，１３とを一体に備えた樹脂成形体によって形成されている。図例の筒体１０において、それぞれの蓋部１２，１３は先窄まりの円錐状に形作られていて、それぞれの蓋部１２，１３の頂部に、フィラメントＦの直径よりも大きな内径を有してフィラメントを遊挿可能な通し孔１４，１５が開設されている。また、図５に示したように、筒体１０の筒壁の周方向１箇所に、上記各通し孔１４，１５の相互間に亘って延びるスリット１６が側面視まっすぐに形成されている。このスリット１６の開き幅はフィラメントの直径よりも大きくなっていて、フィラメントの中間箇所をスリット１６を通して筒体１０の内部に挿入可能である。このオイルポットＰにおいて、筒体１０に設けられている蓋部１２，１３は、図示例のように胴部１１と一体に成形されていても、図示していないけれども、胴部１１とは別体の蓋部１２，１３を胴部１１に着脱できるようになっているものであってもよい。
【００１７】
筒体１０の内部に柔軟な潤滑液含浸体Ｓが装填されている。潤滑液含浸体Ｓは、スポンジやガラスウール、布地や綿類、植物繊維などの繊維集合体、それらの混成物なといった吸液性を備えた素材に潤滑液を含浸させてなる。潤滑液には、石油系鉱油、合成油、動植物油、これらの配合油を適宜選択して使用することが可能である。図例のオイルポットＰでは、潤滑液含浸体Ｓが筒体１０の胴部１１の内部空間だけに装填されていて、円錐状の２つの蓋部１２，１３の内部空間は空洞になっているけれども、この点は、胴部１１及び２つの蓋部１２，１３の両方の内部空間の全体に潤滑液含浸体Ｓが装填されていてもよい。なお、柔軟な潤滑液含浸体Ｓは、上記スリット１６を利用して筒体１０に柔軟な素材を装填した後に、上記した通し孔１４，１５やスリット１６から潤滑液を注入することによって容易に得られる。
【００１８】
図３及び図４に示したように、潤滑液含浸体Ｓに、この潤滑液含浸体Ｓの外周面から中心に至る範囲に、この潤滑液含浸体Ｓの軸方向全長に亘る切り目が２１が形成されていて、この切り目２１が上記した筒体１０に具備されている上記スリット１６に臨んでいる。したがって、スリット１６を通して挿入したフィラメントＦの中間箇所を切り目２１に分け入らせることが可能である。
【００１９】
上記した筒体１０の筒壁の周方向１箇所が、３Ｄプリンターの機枠などの固定部材に対する取付け部３１を備えた軸体３０の先端に一体に連設されている。そして、この軸体３０が、ボールジョイント３２を介して筒壁側の首振り軸部３５と取付け部３１側の固定軸部３６とに分かれている。この実施形態において、ボールジョイント３２は、ボール部３３とこのボール部３３がルーズに遊嵌合されているソケット部３４とを備えている。このため、ボールジョイント３２の作用により首振り軸部３５が固定軸部３６に対して自由に無理なく揺動する。
【００２０】
図７はオイルポットＰの使用状態の説明図である。図７には、３Ｄプリンターの機枠４０、この機枠４０に取り付けられて矢印Ｚのように昇降される水平なガイドレール４１、このガイドレール４１に取り付けられて矢印Ｘのように水平横移動されるヘッドユニット４２、機枠４０に取り付けられてヘッドユニット４２に対して水平に前後方向に移動されるベース体４３、フィラメントＦを繰り出すカートリッジ４４が示されているほか、ノズル４６を有するヘッドユニット４２に連結されたチューブ状ガイド４５などが示されている。図７の使用状態では、オイルポットＰがカートリッジ４４から繰り出されたフィラメントＦの操出し始端部の近傍でフィラメントＦの送り経路中に位置するように機枠４０に取り付けられている。機枠４０へのオイルポットＰの取り付けは、たとえば、取付け部３１を粘着テープを介して機枠４０に貼着することによっている。
【００２１】
図７のように、３Ｄプリンターによる印刷時には、カートリッジ４４から繰り出されたフィラメントＦが、チューブ状ガイド４５を通してヘッドユニット４２に給送され、ヘッドユニット４２のノズル４６から溶融状態で吐出される。また、カートリッジ４４から繰り出されたフィラメントＦが、チューブ状ガイド４５の内部通路に進入する手前位置で筒体１０の内部を通過する。すなわち、図１〜図４のように、筒体１０の内部を経由しているフィラメントＦは、筒体１０の２つの通し孔１４，１５に遊挿されていると共に、潤滑液含浸体Ｓに接触してその中心部を通過している。このため、フィラメントＦがヘッドユニット４２に向けて送られると、潤滑液含浸体ＳがフィラメントＦに接触して潤滑液がフィラメントＦの表面に付着する。そして、表面に潤滑液が付着しているフィラメントＦがチューブ状ガイド４５の内部通路を通過するときには、チューブ状ガイド４５の内部通路の壁面とフィラメントＦとの滑り性が、フィラメントＦの表面に付着している潤滑液やチューブ状ガイド４５の内部通路の壁面に付着した潤滑液の作用により高められる。そのため、チューブ状ガイド４５の内部通路をフィラメントＦが円滑に通過するようになってフィラメントＦの送り状態が安定する。また、上記したボールジョイント３２の作用により、首振り軸部３５が固定軸部３６に対して自由に無理なく揺動するので、印刷中のフィラメントＦの揺動に追従して筒体１０も揺動してフィラメントＦに無理な力が加わることがなくなる。このこともフィラメントＦの送り状態を安定させることに役立つ。さらに、この実施形態では、図１のように固定軸部３６を長くして長手方向中間部に長孔状の盗み孔部３７を具備させている。こうしておくと、固定軸部３６に軟弾性が付与されるため、印刷中のフィラメントＦの揺動に追従して固定軸部３６も揺動する様になるので、上記したボールジョイント３２の作用と相まってフィラメントＦの送り状態がいっそう安定する。
【００２２】
この実施形態のオイルポットＰでは、筒体１０に形成されているスリット１６とフィラメントＦに設けられている切り目２１とを利用すると、フィラメントＦの中間箇所をスリット１６を通して筒体１０の内部に挿入することができ、しかも、スリット１６を通して筒体１０の内部に挿入したフィラメントＦを潤滑液含浸体Ｓの切り目２１に分け入らせて潤滑液含浸体Ｓに接触させることができる。このため、フィラメントＦを、３Ｄプリンターのヘッドユニット４２に接続したままであってもフィラメントＦを素早く筒体１０に進入させることが可能になるという利点がある。
【００２３】
ところで、この実施形態では、図３に示したように、筒体１０の筒壁の１箇所ａが軸体３０の先端に連設されているのに対して、スリット１６の形成箇所として、筒体１０の筒壁における軸体３０の連設箇所ａから筒体１０の軸線周りに正方向（時計回り方向）に４５度だけ変位した箇所ｂが選択されている。筒体１０の胴壁におけるスリット１６の形成箇所が上記の箇所ｂになっていると、印刷中にフィラメントＦが軸体３０の軸線ｚの左右に矢印Ｒのように揺れ動いたりしても、フィラメントＦの揺動方向が筒体１０の筒壁のスリット１６の形成箇所ｂを指向しにくくなりやすく、そのことが、スリット１６からフィラメントＦを抜け出しにくくすることに役立つ。また、図７に示したオイルポットＰのように、オイルポットＰの軸体３０の軸線ｚ（図３参照）と枠４０に取り付けられたカートリッジ４４の回転軸線とが交差する方向を向き、しかも、カートリッジ４４からは機枠４０の外側（図中左側）に張り出す湾曲形状の曲がり癖を有するフィラメントＦ（図７に仮想線で示したフィラメントＦ）が繰り出されるようになっている場合には、筒体１０の胴壁におけるスリット１６の形成箇所が上記の箇所ｂになっていることが、筒体１０からフィラメントＦを抜け出しにくくすることに特に役立つことが判っている。スリット１６の形成箇所は図示した箇所ｂに限定されることはなく、たとえば、筒体１０の筒壁における軸体３０の連設箇所ａから筒体１０の軸線周りに逆方向（反時計回り方向）に４５度だけ変位した箇所であってもよい。また、それら以外の箇所であっても、筒壁における軸体３０の連設箇所ａから筒体１０の軸線周りに正方向又は逆方向に９０度よりも小さい角度だけ変位した箇所を選択してもよく、そのようにしておくと、印刷中にフィラメントＦが揺れ動いたりしても、フィラメントＦの揺動方向が筒体１０の筒壁のスリット１６の形成箇所を指向しにくくなりやすくなり、そのことが、スリット１６からフィラメントＦを抜け出しにくくすることに役立つ。なお、図３には、筒体１０の筒壁における軸体３０の連設箇所ａから筒体１０の軸線周りに正方向又は逆方向に９０度だけ変位した箇所に符号ｃ，ｄを付した。
【００２４】
図６は変形例によるオイルポットＰを示した側面図である。同図のオイルポットＰにおいて、図１〜図５及び図７を参照して説明した実施形態のオイルポットＰと異なる点は、短い軸体３０を採用している点、及び、取付け部３１の形状が異なっている点、だけである。その他の点は実施形態のオイルポットＰと同様であるので、図１〜図５及び図７に示した要素に相応する要素に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００２５】
Ｐ  オイルポット
Ｆ  フィラメント
Ｓ  潤滑液含浸体
１０  筒体
１１  胴部
１２，１３  蓋部
１４，１５通し孔
１６  スリット
２１  切り目
３０  軸体
３１  取付け部
３２  ボールジョイント
３５  首振り軸部
３６  固定軸部
４２  ヘッドユニット
４６  ノズル
４５  チューブ状ガイド
ａ  軸体の連設箇所
ｂ  スリットの形成箇所
【図１】
0003222664.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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