JP6634405B2 - クイックリリース機構付きヘッド構造 - Google Patents

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Description

本発明は、ヘッド構造に関し、特に、クイックリリース機構付きヘッド構造に関する。
３Ｄプリンタの印刷モジュールは、主としてヘッドを用いて印刷材料を溶融してプラットフォームに積み上げるものである。従来のヘッドは、ノズル、加熱ブロック、スロート、フィンの４つの部品を互いに組み合わせることにより構成されるものが多い。図１は、従来のヘッドの第１実施例を示す図である。同図に示すように、フィンａ１は、スロートａ２の一端に嵌合され、ノズルａ３は、加熱ブロックａ４と一体成形され、スロートａ２の他端に組み込まれる。図２は、従来のヘッドの第２実施例を示す図である。同図に示すように、フィンｂ１は、スロートｂ２の一端に嵌合され、ノズルｂ３は、スロートｂ２の他端に組み込まれ、加熱ブロックｂ４は、ノズルｂ３に嵌合される。
しかしながら、従来のヘッドの交換やメンテナンス作業において、主な接続箇所は、ノズルａ３、ノズルｂ３とスロートａ２、スロートｂ２との間にあり、且つ、ノズルａ３、ｂ３の内部には冷却後に凝固するプリント材料が充填されているため、ノズルａ３、ノズルｂ３とスロートａ２、スロートｂ２との境目での目詰まりが起こりやすいので、排除して解消する必要がある。つまり、目詰まりが起こった場合、ノズルａ３、ノズルｂ３を高温で加熱して凝固したプリント材料を熱溶融してから、排除やヘッド部品の交換を初めて行うことができる。そのため、ヘッドの組立を容易に分解することができず、使用者にとって加熱して取り外すことも危険である。
以上に鑑みて、本発明の発明者は、研究と理論の使用とによって、設計が合理的であり、有効に上記の欠点を改善、解決することができる本発明を得た。
本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造は、加熱ブロックと、前記加熱ブロックを貫通して接続され、一端がノズルを有し、他端が一体に延び前記加熱ブロックから露出する延伸管を有するヘッド管と、前記延伸管に対して螺着することによって接続される接続管と、前記接続管のみに嵌合されるフィンスリーブ体と、を含む。
また、本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造は、加熱ブロックと、前記加熱ブロックを貫通して接続され、一端がノズルを有し、他端が一体に延び前記加熱ブロックから露出する延伸管を有するヘッド管と、前記延伸管に接続される接続管と、前記接続管に嵌合されるフィンスリーブ体と、を含み、前記接続管と前記延伸管とは、一体成形され、前記フィンスリーブ体を超えるように延伸する。
本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造において、ヘッド管は、ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０３）の材質で構成される。
本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造は、ヘッド管と一体に延び加熱ブロックから露出する延伸管により、加熱ブロックの近傍に配置されたヘッド管を着脱不能となるように強制することができる。その結果、従来のノズルに対する高温で加熱して目詰まりの排除又は部品の交換手順を省略することができ、迅速分解及び容易に交換やメンテナンスすることができる。また、ヘッド管は、ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０３）の材質で構成されるため、高温材料（３００°Ｃ以上）や金属材料を印刷することができる。
従来のヘッドの第１実施例を示す概略断面図である。 従来のヘッドの第２実施例を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係るヘッド構造を示す組立斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るヘッド構造を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るヘッド管及び接続管を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係るヘッド構造を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るヘッド管及び接続管を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るヘッド構造を示す概略断面図である。
本発明の詳細な説明及び技術内容について、図面を参照して以下に説明するが、図面は、ただ参考及び説明に用いるのみであり、本発明に制限を加えるものではない。
図３〜図６は、本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造の第１実施形態を示す図である。ヘッド構造１０は、主として加熱ブロック１と、ヘッド管２と、接続管３とを含んでいる。
図６に示すように、ヘッド構造１０は、印刷機（図示せず）に用いられる。印刷機は、印刷に必要な材料を供給するための材料供給管１００を備えている。
図３〜図４及び図６に示すように、加熱ブロック１は、自身が加熱可能であり、概ねスリープ体の形状を有し、内周縁に第１の雌ねじ１１が設けられている。
図３〜図６に示すように、ヘッド管２は、加熱ブロック１を貫通して接続される。ヘッド管２の一端がノズル２１を有し、他端が一体に延び加熱ブロック１から露出する延伸管２２を有している。加熱ブロック１は、延伸管２２の外周に対応して嵌合されている。延伸管２２の外径ｗ２は、ヘッド管２の外径ｗ１及び接続管３の外径ｗ３よりも小さくなるように形成されている。ことにより、加熱ブロック１と延伸管２２との間に間隔ｓを有することになる。加熱ブロック１は、熱伝導によってヘッド管２及びノズル２１を加熱するために用いられる。間隔ｓは、延伸管２２への熱の伝導を遅らせるために用いられる。
具体的に、ヘッド管２の外周縁に第１の雄ねじ２３が設けられ、ヘッド管２とノズル２１との境目の外周縁に凸環ブロック２４が延在している。第１の雌ねじ１１と第１の雄ねじ２３とが互いに螺着されることにより、ヘッド管２が加熱ブロック１の内部にロックされ、凸環ブロック２４により加熱ブロック１が抜け止められる。
また、市販のヘッドや上述した従来のヘッドは、銅ヘッドであるものが多い。通常、銅ヘッドの印刷温度が約２００°Ｃであるため、ヘッドが３００°Ｃ以上の材料（金属成分材料）を印刷することができない。本実施形態に係るヘッド管２は、ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０３）の材質で構成されるため、高温材料（３００°Ｃ以上）や金属材料を印刷することができる。
図３〜図６に示すように、接続管３は、延伸管２２に接続されている。接続管３の外周縁に第２の雄ねじ３１が設けられ、接続管３の延伸管２２に隣接する一端の外周縁に環状リング部３２が延在している。ここで、本実施形態において、接続管３と延伸管２２とが一体成形されているが、これに限定されない。図３〜図４及び図６に示すように、本発明に係るヘッド構造１０は、接続管３に嵌合されるフィンスリーブ体４をさらに含んでいる。フィンスリーブ体４の外周縁には、接続管３の放熱に寄与する複数のフィン（図示せず）が延在している。
そして、フィンスリーブ体４の内周縁に第２の雌ねじ４１が設けられ、第２の雄ねじ３１と第２の雌ねじ４１とが互いに螺着されることにより、フィンスリーブ体４が接続管３の外部にロックされ、環状リング部３２によりフィンスリーブ体４が抜け止められる。
さらに、第１の雄ねじ２３の螺旋の巻く方向は、第２の雄ねじ３１の螺旋の巻く方向と逆である。これにより、フィンスリーブ体４と接続管３とのねじを緩める動作、及び加熱ブロック１とヘッド管２とのねじを緩める動作について、一方のねじを緩める動作に伴って他方のねじも緩められることはない。逆に、螺旋の巻く方向が互いに逆であるため、一方のねじを緩める動作に伴って他方のねじがさらに締められることになる。
図３〜図６に示すように、本発明に係るヘッド構造１０の組立及び使用状態について、ヘッド管２は、加熱ブロック１を貫通して接続され、その一端がノズル２１を有し、他端が一体に延び加熱ブロック１から露出する延伸管２２を有している。接続管３は、延伸管２２に接続されている。これにより、ヘッド管２が一体に延び加熱ブロック１から露出する延伸管２２を有することで、加熱ブロック１の近傍に配置されたヘッド管２を着脱不能となるように強制することができる。その結果、本発明に係るヘッド構造１０は、従来のノズルに対する高温で加熱して目詰まりの排除又は部品の交換手順を省略することができ、迅速分解及び容易に交換やメンテナンスすることができる。
また、本実施形態において、接続管３と、延伸管２２と、ノズル２１とが一体成形されている。ノズル２１での目詰まりが起こった場合、ノズル２１を取り外して分解することができないため、従来のように加熱ブロック１によりヘッド管２を加熱する代わりに、加熱ブロック１とヘッド管２とのねじを直接緩めて、ヘッド管２全体を取り外し交換することになる。その結果、使用者は、自分で容易に交換可能であり、やけどのリスクを減らすことができる。
なお、熱がより大きい単位面積当たりの方向へ伝導するので、延伸管２２の外径ｗ２を、ヘッド管２の外径ｗ１及び接続管３の外径ｗ３よりも小さくすることで、加熱ブロック１の加熱による熱をヘッド管２の端部のノズル２１に極力蓄積することができる。これにより、ヘッド構造１０は、延伸管２２又は接続管３でのプリント材料の溶融による目詰まりが起こることを避けることができ、ノズル２１のみでプリント材料を均一に熱溶融し、目詰まりしにくい特徴を有している。
図７〜図８は、本発明に係るヘッド構造１０の第２実施形態を示す図である。第２実施形態は、第１実施形態とほぼ同様である。第２実施形態と第１実施形態との相違点は、接続管３と延伸管２２とが一体形成されていないことにある。
具体的に、延伸管２２とノズル２１とが一体成形され、延伸管２２の他端の外周縁に第３の雄ねじ２２１が設けられ、接続管３の内周縁に第３の雌ねじ３３が設けられ、第３の雄ねじ２２１と第３の雌ねじ３３とが互いに螺着されていることにより、接続管３及び延伸管２２は互いに組み込まれているが、一体成形されていない。これにより、加熱ブロック１の近傍に配置されたヘッド管２を着脱不能となるように強制し、第１実施形態と同様な作用効果を得ることができる。ただし、必要に応じて、接続管３と延伸管２２とのねじを緩めて、接続管３からヘッド管２を取り外すことが可能である。
以上、本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造は、同類の製品に見られず、公開使用もされていないものであり、また、産業上の利用可能性、新規性および進歩性を備えたものである。このため、本発明に係るクイックリリース機構付きヘッド構造は、発明特許の出願要件を完全に満たすものであり、ここに特許法に基づき特許を出願するに至ったものである。
＜先行技術＞
ａ１、ｂ１…フィン
ａ２、ｂ２…スロート
ａ３、ｂ３…ノズル
ａ４、ｂ４…加熱ブロック
＜本発明＞
１０…ヘッド構造
１…加熱ブロック
１１…第１の雌ねじ
２…ヘッド管
２１…ノズル
２２…延伸管
２２１…第３の雄ねじ
２３…第１の雄ねじ
２４…凸環ブロック
３…接続管
３１…第２の雄ねじ
３２…環状リング部
３３…第３の雌ねじ
４…フィンスリーブ体
４１…第２の雌ねじ
ｗ１、ｗ２、ｗ３…外径
ｓ…間隔
１００…材料供給管

Claims (10)

  1. 加熱ブロックと、
    前記加熱ブロックを貫通して接続され、一端がノズルを有し、他端が一体に延び前記加熱ブロックから露出する延伸管を有するヘッド管と、
    前記延伸管に対して螺着することによって接続される接続管と、
    前記接続管のみに嵌合されるフィンスリーブ体と、
    を含むことを特徴とするクイックリリース機構付きヘッド構造。
  2. 加熱ブロックと、
    前記加熱ブロックを貫通して接続され、一端がノズルを有し、他端が一体に延び前記加熱ブロックから露出する延伸管を有するヘッド管と、
    前記延伸管に接続される接続管と、
    前記接続管に嵌合されるフィンスリーブ体と、
    を含み、
    前記接続管と前記延伸管とは、一体成形され、前記フィンスリーブ体を超えるように延伸する
    ことを特徴とするクイックリリース機構付きヘッド構造。
  3. 前記延伸管の外径は、前記ヘッド管の外径及び前記接続管の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  4. 前記加熱ブロックは、その内壁と前記延伸管との間に間隔を有するように前記延伸管の外周に対応して嵌合されることを特徴とする請求項１または２に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  5. 前記加熱ブロックの内周縁に第１の雌ねじが設けられ、前記ヘッド管の外周縁に第１の雄ねじが設けられ、前記第１の雌ねじと前記第１の雄ねじとが互いに螺着されることを特徴とする請求項１または２に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  6. 前記ヘッド管と前記ノズルとの境目の外周縁に凸環ブロックが延在し、当該凸環ブロックにより前記加熱ブロックが抜け止められることを特徴とする請求項５に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  7. 前記接続管の外周縁に第２の雄ねじが設けられ、前記フィンスリーブ体の内周縁に第２の雌ねじが設けられ、前記第２の雄ねじと前記第２の雌ねじとが互いに螺着され、
    前記第１の雄ねじの螺旋の巻く方向は、前記第２の雄ねじの螺旋の巻く方向と逆であることを特徴とする請求項５に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  8. 前記接続管の前記延伸管に隣接する一端の外周縁に環状リング部が延在し、当該環状リング部により前記フィンスリーブ体が抜け止められることを特徴とする請求項７に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  9. 前記延伸管の外周縁に第３の雄ねじが設けられ、前記接続管の内周縁に第３の雌ねじが設けられ、前記第３の雄ねじと前記第３の雌ねじとが互いに螺着されることを特徴とする請求項１に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
  10. 前記ヘッド管は、ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０３）の材質で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のクイックリリース機構付きヘッド構造。
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