JP2017132254A - 立体プリンタ - Google Patents

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Abstract

【課題】昇降機構が安定した直線の平行移動という優れた点を有するようになる立体プリンタを提供する。
【解決手段】本発明は立体プリンタに関し、このプリンタは平台、昇降機構、及び積載台座を含み、ここで昇降機構は垂直方向スクリュ、リニアスライドレール部品、移動可能部材、スタンド、及び一対のリミット部品を含み、移動可能部材は垂直方向スクリュと互いに螺接して伝動可能であり、スタンドは移動可能部材の横方向の両側に設けられ、各リミット部品はそれぞれ移動可能部材の両側とスタンドとの間に緊定され、各リミット部品の一端は移動可能部材に固接され、他端にはスリップ部を有し、各スリップ部はスタンドに当接する。これにより、移動可能部材を垂直方向スクリュの軸方向に偏らずに昇降させ、昇降機構が安定した直線の平行移動という優れた点を有するようになる。
【選択図】図２

Description

本発明はプリンタ装置に関するものであり、特に立体プリンタに関するものである。
３Ｄプリント（３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇ）は迅速成形技術の一種であり、粉末状金属または合成樹脂などの粘着可能材料を利用し、一層ごとに重ね合せて積み重ねるように物体を構築し、即ち「積層構造」である。現在、玩具アセンブリ、機械部品または人体骨格部材はいずれも３Ｄプリンタを使用して迅速に製造でき、３Ｄプリンタは徐々に、大衆に普及される技術になっている。
しかしながら、３Ｄプリンタ（３Ｄｐｒｉｎｔｅｒ）のＺ軸は通常、平台全体の重量を積載する必要があるのでスクリュが選択されるが、スクリュとモータの同心度は往々にして位置合わせし難い。モータの軸心がスクリュの軸心と合わないと、スクリュの揺らぎが生じ、これによりプリント製品に明らかな鋸型の横皺ができる。
これに鑑み、本発明者は上述の既存技術に対して、特に専念して研究するとともに学問上の理論の運用を取り入れ、上述問題点を出来る限り解決することが本発明者の開発の目標となった。
本発明は、リニアスライドレール部品を利用して移動可能部材の前後のズレを制限し、リミット部品を利用して移動可能部材の左右のズレを制限し、移動可能部材が安定して、偏らずに垂直方向スクリュの軸心方向に昇降するようにし、昇降機構が安定した直線の平行移動という優れた点を有するようになる立体プリンタを提供する。
本発明の実施例において、本発明は立体プリンタを提供し、材料溝を有する平台、及び平台に固定された昇降機構を含み、昇降機構は、垂直方向スクリュ、垂直方向スクリュに平行を呈して配置されたリニアスライドレール部品、一端には雌ネジ孔が設けられ、他端には案内部を有し、雌ネジ孔が垂直方向スクリュと互いに噛合し、案内部が縦方向にリニアスライドレール部品に摺接されることで垂直方向スクリュと互いに螺接され伝動可能になる移動可能部材、移動可能部材の横方向の両側に設けられたスタンド、それぞれ移動可能部材の両側とスタンドとの間に緊定され、それぞれ一端が移動可能部材に固接され、他端にはスタンドに当接するスリップ部を有する一対のリミット部品、及び移動可能部材に固接され、移動可能部材に伴い材料溝に近接する、または離れる方向に移動可能な積載台座を含む。
本発明の立体プリンタにおける構成概略図である。 本発明の昇降機構の第１実施例における立体構成図である。 本発明の昇降機構の第１実施例における局部断面概略図である。 本発明の昇降機構の第２実施例における局部断面概略図である。 本発明の昇降機構の第３実施例における局部断面概略図である。 本発明の昇降機構の第４実施例における局部断面概略図である。
本発明に関する詳細な説明及び技術内容について、図面を参照して以下の通り説明するが、図面を添付するのは用途を説明するためのみであり、本発明を限定するものではない。
図１〜図３を参考にされたい。本発明は立体プリンタを提供し、この立体プリンタ１００は主に、平台２０、昇降機構１０、及び積載台座３０を含む。
図１から図３に示すように、平台２０は材料溝２０１を含み、この昇降機構１０は主に垂直方向スクリュ１、リニアスライドレール部品２、移動可能部材３、スタンド４、及び一対のリミット部品５を含み、昇降機構１０は平台２０に固定され、積載台座３０は移動可能部材３に固接され、積載台座３０は移動可能部材３に伴い材料溝２０１に近接する、または離れる方向に移動可能である。
リニアスライドレール部材２は垂直方向スクリュ１に平行を呈して配置されるとともに、垂直方向凸条２１であり、即ち垂直方向凸条２１は垂直方向スクリュ１に平行を呈して配置される。
移動可能部材３の一端には雌ネジ孔３１が設けられ、他端には案内部３２を有し、雌ネジ孔３１は垂直方向スクリュ１と互いに噛合し、案内部３２は縦方向にリニアスライドレール部品２に摺接され、移動可能部材３が垂直方向スクリュ１と互いに螺接して伝動可能になり、即ち垂直方向スクリュ１の回転運動は、垂直スクリュ１の軸方向への移動可能部材３の移動を駆動できる。
詳細な説明は次の通りである。移動可能部材３の両側にはそれぞれ螺合孔３３が設けられ、移動可能部材３はサポートホルダ３５、スライドブロック３６、及びナット３７を含み、サポートホルダ３５はスライドブロック３６と互いに固接され、案内部３２はスライドブロック３６から開設されたスライド溝３６１を含み、スライド溝３６１は垂直方向凸条２１と互いに嵌合してスリップし、ナット３７はサポートホルダ３５に固接され、雌ネジ孔３１はナット３７の内部に形成され、螺合孔３３はサポートホルダ３５の両側から開設される。
スタンド４は移動可能部材３の横方向両側に設けられ、スタンド４には底板４１を有し、及び底板４１の両側から延伸して二つの側板４２を有し、かつ垂直方向凸条２１は底板４１に固定される。
各リミット部品５はそれぞれ移動可能部材３の両側とスタンド４の間に緊定され、各リミット部品５の一端は移動可能部材３に固接され、他端にはスリップ部５１を有し、各スリップ部５１はスタンド４の各側板４２に当接する。
さらに次のように説明する。本発明の第１実施例の各リミット部品５は摺接柱５２であり、各スリップ部５１は摺接柱５２からスタンド４に近接する方向に延伸した弧形凸ブロック５２１であり、各摺接柱５２の外周辺縁には雄ネジ山５２２が設けられ、各雄ネジ山５２２は各螺合孔３３と互いに螺合し、各摺接柱５２が移動可能部材３の両側に固接されるようにする。
図２に示すように、本発明の昇降機構１０は、スタンド４に装着されたモータ７をさらに含み、垂直方向スクリュ１の一端はモータ７に接続されるとともに、モータ７に伴い回転し、他端は雌ネジ孔３１と互いに噛合する。
図１から図３に示すように、本発明の立体プリンタ１００の組合せは、材料溝２０１を有する平台２０、平台２０に固定された昇降機構１０、垂直方向スクリュ１に平行を呈して配置されたリニアスライドレール部品２、一端には雌ネジ孔３１が設けられ、他端には案内部３２を有し、雌ネジ孔３１が垂直方向スクリュ１と互いに噛合し、案内部３２が縦方向にリニアスライドレール部品２に摺接されることで垂直方向スクリュ１と互いに螺接され伝動可能になる移動可能部材３、移動可能部材３の横方向両側に設けられたスタンド４、移動可能部材３の両側とスタンド４との間に緊定され、それぞれ一端が移動可能部材３に固接され、他端にはスリップ部５１を有し、各スリップ部５１がスタンド４に当接する一対のリミット部品５、移動可能部材３に固接され、移動可能部材３に伴い材料溝２０１に近接する、または離れる方向に移動可能な積載台座３０を利用する。
これにより、リニアスライドレール部品２は移動可能部材３の前後のズレを制限し、リミット部品５は移動可能部材３の左右のズレを制限し、移動可能部材３を安定して、偏らずに垂直方向スクリュ１の軸方向に昇降させ、昇降機構１０が安定した直線の平行移動という優れた点を有するようになる。
図１から図３に示すように、本発明の立体プリンタ１００の使用状態は、モータ７を利用して垂直方向スクリュ１の回転を駆動し、垂直方向スクリュ１の回転運動により、垂直方向スクリュ１の軸方向への移動可能部材３の回転を駆動し、かつリニアスライドレール部品２が移動可能部材３の前後のズレを制限し、リミット部品５が移動可能部材３の左右のズレを制限して移動可能部材３を安定して、偏らずに垂直方向スクリュ１の軸方向に昇降させ、昇降機構１０が安定した直線の平行移動という優れた点を有するようになり、積載台座３０が移動可能部材３に伴い材料溝２０１に近接する、または離れる方向に移動する際、積載台座３０も安定して偏ることがなく、積載台座３０上の成型された３Ｄプリント製品に鋸型の横皺が生じることを防ぐ。
図４を参考にされたい。これは本発明の昇降機構１０の第２実施例であり、第２実施例は第１実施例とほぼ同一であるが、第２実施例と第１実施例の違いはリミット部品５の構造が異なることである。
詳細に次のように説明する。各リミット部品５はボール部品５３であり、各ボール部品５３は、スリーブ５３１を含み、各スリーブ５３１の一端は移動可能部材３に固接され、他端には凹溝５３２が設けられ、各スリップ部５１は凹溝５３２に収容されるとともに、一部がスリーブ５３１から露出したボール５３３である。これにより、第１実施例と同じ機能及び効果に達する。
また、移動可能部材３の両側にはそれぞれ螺合孔３３‘が設けられ、各スリーブ５３１の外周辺縁には雄ネジ山５３１１が設けられ、各雄ネジ山５３１１は各螺合孔３３’と互いに螺合し、各スリーブ５３１が移動可能部材３の両側に固接されるようにする。
各ボール部品５３はバネ５３４をさらに含み、凹溝５３２には底面５３２１を有し、各バネ５３４は底面５３２１とボール５３３との間に挟まって配置され、バネ５３４がボール５３３を押してスタンド４に確実に当接できるようにし、ボール部品は移動可能部材３とスタンド４との間の間隔にマッチして調整可能であり、移動可能部材３とスタンド４との間の間隔に落差があるためスリップ部５１がスタンド４に当接しないことで移動可能部材３が空間で揺らぎ、または偏ることを防ぎ、昇降機構１０の安定した直線の平行移動という能力を強化する。
図５を参照されたい。これは本発明の昇降機構１０の第３実施例であり、第３実施例は第１実施例とほぼ同一であるが、第３実施例と第１実施例の違いはリミット部品５の構造が異なることである。
さらに次のように説明する。各リミット部品５は滑車部品５４であり、各滑車部品５４は移動可能部材３に固接された積載台座５４１を含み、各スリップ部５１は積載台座５４１の末端に装着されたローラ５４２である。これにより、第１実施例と同じ機能及び効果に達する。
また、本発明の昇降機構１０は複数のロック部品６をさらに含み、移動可能部材３の両側にはそれぞれ複数の第１螺合孔３４が設けられ、各積載台座５４１には複数の第２螺合孔５４１１が設けられ、各ロック部品６はそれぞれ各第１螺合孔３４及び各第２螺合孔５４１１を貫いて固定し、各滑車部品５４が移動可能部材の両側に固接されるようにする。
図６を参照されたい。本発明の昇降機構１０の第４実施例であり、第４実施例は第１実施例とほぼ同一であるが、第４実施例と第１実施例の違いはリミット部品５がスタンド４に当接する位置が異なることである。
詳細に次のように説明する。各側板４２の末端は延伸してＬ型係合ブロック４２１を有し、各スリップ部５１は各Ｌ型係合ブロック４２１の内側に当接して、Ｌ型係合ブロック４２１がスリップ部５１の横方向のズレを制限するようにし、スリップ部５１が揺らいだり、偏ったりができなくなり、ひいては移動可能部材３も揺らいだり、偏ったりができなくなることで、昇降機構１０の安定した直線の平行移動という能力を高める。
以上を総合して、本発明の立体プリンタは、同類製品が見られず、及び公開使用されておらず、しかも産業上の利用性、新規性、及び進歩性を有し、新案出願の要件に完全に適合する。そこで専利法（特許法）にもとづき出願を提出するので、発明者の権利を守るために、当案特許を詳細に調査し、許可していただけるようお願いする。
１００ 立体プリンタ
１０ 昇降機構
１ 垂直方向スクリュ
２ リニアスライドレール部品
２１ 垂直方向凸条
３ 移動可能部材
３１ 雌ネジ孔
３２ 案内部
３３、３３‘ 螺合孔
３４ 第１螺合孔
３５ サポートホルダ
３６ スライドブロック
３６１ スライド溝
３７ ナット
４ スタンド
４１ 底板
４２ 側板
４２１ Ｌ型係合ブロック
５ リミット部品
５１ スリップ部
５２ 摺接柱
５２１ 弧形凸ブロック
５２２ 雄ネジ山
５３ ボール部品
５３１ スリーブ
５３１１ 雄ネジ山
５３２ 凹溝
５３２１ 底面
５３３ ボール
５３４ バネ
５４ 滑車部品
５４１ 積載台座
５４１１ 第２螺合孔
５４２ ローラ
６ ロック部品
７ モータ
２０ 平台
２０１ 材料溝
３０ 積載台座

Claims (12)

  1. 材料溝を有する平台と、
    前記平台に固定された昇降機構と、を含み、
    前記昇降機構は、
    垂直方向スクリュと、
    前記垂直方向スクリュに平行を呈して配置されたリニアスライドレール部品と、
    一端には雌ネジ孔が設けられ、他端には案内部を有し、前記雌ネジ孔が前記垂直方向スクリュと互いに噛合し、前記案内部が縦方向に前記リニアスライドレール部品に摺接されることで前記垂直方向スクリュと互いに螺接され伝動可能になる移動可能部材と、
    前記移動可能部材の横方向両側に設けられたスタンドと、
    それぞれ前記移動可能部材の両側と前記スタンドとの間に緊定され、それぞれ一端が前記移動可能部材に固接され、他端には前記スタンドに当接するスリップ部を有する一対のリミット部品と、
    前記移動可能部材に固接され、前記移動可能部材に伴い前記材料溝に近接する、または離れる方向に移動可能な積載台座と、を含む立体プリンタ。
  2. 各前記リミット部品は摺接柱であり、各前記スリップ部は、前記摺接柱から前記スタンドに近接する方向に延伸した弧形凸ブロックである、請求項１に記載の立体プリンタ。
  3. 前記移動可能部材の両側にはそれぞれ螺合孔が設けられ、各前記摺接柱の外周辺縁には雄ネジ山が設けられ、各前記雄ネジ山は各前記螺合孔と互いに螺合する、請求項２に記載の立体プリンタ。
  4. 各前記リミット部品はそれぞれスリーブを含むボール部品であり、各スリーブの一端は前記移動可能部材に固接され、他端には凹溝が設けられ、各前記スリット部は前記凹溝に収容されるとともに、一部が前記スリーブから露出したボールである、請求項１に記載の立体プリンタ。
  5. 各前記ボール部品はバネをさらに含み、前記凹溝には底面を有し、各前記バネは前記底面と前記ボールとの間に挟まって配置されている、請求項４に記載の立体プリンタ。
  6. 前記移動可能部材の両側にはそれぞれ螺合孔が設けられ、各前記スリーブの外周辺縁には雄ネジ山が設けられ、各前記雄ネジ山は各前記螺合孔と互いに螺合する、請求項４に記載の立体プリンタ。
  7. 各前記リミット部品はそれぞれ積載台座を含む滑車部品であり、各前記積載台座は前記移動可能部材に固接され、各前記スリップ部は前記積載台座の末端に装着されたローラである、請求項１に記載の立体プリンタ。
  8. 複数のロック部品をさらに含み、前記移動可能部材の両側にはそれぞれ複数の第１螺合孔が設けられ、各前記積載台座には複数の第２螺合孔が設けられ、各前記ロック部品はそれぞれ各前記第１螺合孔及び各前記第２螺合孔を貫いて固定する、請求項７に記載の立体プリンタ。
  9. 前記スタンドは底板を有し、及び前記底板の両側から延伸して二つの側板を有し、各前記スリップ部は各前記側板に当接し、前記リニアスライドレール部品は前記底板に固定された垂直方向凸条である、請求項１に記載の立体プリンタ。
  10. 各前記側板の末端は延伸してＬ型係合ブロックを有し、各前記スリップ部が各前記Ｌ型係合ブロックの内側に当接する、請求項９に記載の立体プリンタ。
  11. 前記移動可能部材はサポートホルダ、スライドブロック、及びナットを含み、前記サポートホルダは前記スライドブロックと互いに固接され、前記案内部は前記スライドブロックから開設されたスライド溝を含み、前記スライド溝は前記垂直方向凸条と互いに嵌合してスリップし、前記ナットは前記サポートホルダに固接され、前記雌ネジ孔は前記ナットの内部に形成される、請求項９に記載の立体プリンタ。
  12. スタンドに装着されたモータをさらに含み、前記垂直方向スクリュの一端はモータに接続されるとともに、前記モータに伴い回転し、他端は前記雌ネジ孔と互いに噛合する、請求項１１に記載の立体プリンタ。
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