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(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】P2024032159
(43)【公開日】2024-03-12
(54)【発明の名称】材料吐出装置、ノズル及び可塑化装置
(51)【国際特許分類】
B29C 45/46 20060101AFI20240305BHJP
【ＦＩ】
B29C45/46
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022135663
(22)【出願日】2022-08-29
(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】渕井 理司
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 貴行
(72)【発明者】
【氏名】姉川 賢太
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 正幸
(72)【発明者】
【氏名】丸山 英伸
(72)【発明者】
【氏名】山口 珠莉
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206JA07
4F206JD05
4F206JL02
4F206JM01
4F206JQ31
4F206JQ90
(57)【要約】
【課題】安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置を提供すること。
【解決手段】材料吐出装置は、駆動モーターと、溝形成面を有し、回転するスクリューと、対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、前記材料を加熱する加熱部と、前記材料を外部へと射出するノズルと、前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、前記測定部は、ノズル流路壁の外周に配置され、前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす。（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
【選択図】図１３
【解決手段】材料吐出装置は、駆動モーターと、溝形成面を有し、回転するスクリューと、対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、前記材料を加熱する加熱部と、前記材料を外部へと射出するノズルと、前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、前記測定部は、ノズル流路壁の外周に配置され、前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす。（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
【選択図】図１３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動モーターと、
溝が形成された溝形成面を有し、前記駆動モーターの駆動軸を中心として回転するスクリューと、
前記溝形成面と対向する対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記連通孔と連通し、可塑化した前記材料を外部へと射出するノズルと、
前記材料が通過する流路内の複数箇所の前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、
前記測定部は、前記ノズル内の前記流路を区画するノズル流路壁の外周に配置され、
前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす、
材料吐出装置。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
溝が形成された溝形成面を有し、前記駆動モーターの駆動軸を中心として回転するスクリューと、
前記溝形成面と対向する対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記連通孔と連通し、可塑化した前記材料を外部へと射出するノズルと、
前記材料が通過する流路内の複数箇所の前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、
前記測定部は、前記ノズル内の前記流路を区画するノズル流路壁の外周に配置され、
前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす、
材料吐出装置。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
【請求項2】
前記連通孔から分岐した分岐流路を有するシリンダーと、
前記シリンダー内を往復動して可塑化した前記材料を吸引、又は、吸引した前記材料を前記流路に送出するプランジャーと、を備え、
前記スクリュー、前記バレル、及び前記シリンダーの少なくともいずれかに、複数の前記測定部が配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
前記シリンダー内を往復動して可塑化した前記材料を吸引、又は、吸引した前記材料を前記流路に送出するプランジャーと、を備え、
前記スクリュー、前記バレル、及び前記シリンダーの少なくともいずれかに、複数の前記測定部が配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
【請求項3】
前記スクリューは、前記駆動軸が延びる方向における長さが、前記駆動軸が延びる方向に垂直な方向における長さよりも短いフラットスクリューであり、
前記溝形成面と前記対向面とは、前記駆動軸が延びる方向において対向しており、
前記フラットスクリューは、前記溝形成面を有する第１部分と、前記第１部分と別体であり前記駆動軸に接続された第２部分とを備え、
前記測定部は、前記第１部分と前記第２部分との間に配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
前記溝形成面と前記対向面とは、前記駆動軸が延びる方向において対向しており、
前記フラットスクリューは、前記溝形成面を有する第１部分と、前記第１部分と別体であり前記駆動軸に接続された第２部分とを備え、
前記測定部は、前記第１部分と前記第２部分との間に配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
【請求項4】
前記第１部分が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記第１部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記第１部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第１部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１４ｍｍ以下である、
請求項３に記載の材料吐出装置。
前記第１部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第１部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１４ｍｍ以下である、
請求項３に記載の材料吐出装置。
【請求項5】
前記スクリューは、前記駆動軸が延びる方向における長さが、前記駆動軸が延びる方向に垂直な方向における長さよりも短いフラットスクリューであり、
前記溝形成面と前記対向面とは、前記駆動軸が延びる方向において対向しており、
前記バレルは、前記対向面を有する第３部分と、
前記第３部分と別体であり前記対向面を含まない第４部分とを備え、
前記測定部は、前記第３部分と前記第４部分との間に配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
前記溝形成面と前記対向面とは、前記駆動軸が延びる方向において対向しており、
前記バレルは、前記対向面を有する第３部分と、
前記第３部分と別体であり前記対向面を含まない第４部分とを備え、
前記測定部は、前記第３部分と前記第４部分との間に配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
【請求項6】
前記第３部分が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
前記第３部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である、
請求項５に記載の材料吐出装置。
前記第３部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である、
請求項５に記載の材料吐出装置。
【請求項7】
前記加熱部は、前記バレル内に配置されており、
前記測定部は、前記加熱部のうちの前記対向面と対向する位置に配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
前記測定部は、前記加熱部のうちの前記対向面と対向する位置に配置される、
請求項１に記載の材料吐出装置。
【請求項8】
前記スクリューは、前記駆動軸が延びる方向における長さが、前記駆動軸が延びる方向に垂直な方向における長さよりも短いフラットスクリューであり、
前記溝形成面と前記対向面とは、前記駆動軸が延びる方向において対向しており、
前記加熱部は、前記バレル内に配置されており、第１加熱部と、前記第１加熱部よりも前記連通孔の近くに配置された第２加熱部とを備え、
前記第１加熱部と前記第２加熱部とは、各々個別に制御され、前記駆動軸が延びる方向における前記第２加熱部の厚さは、前記第１加熱部の厚さよりも厚い、
請求項１に記載の材料吐出装置。
前記溝形成面と前記対向面とは、前記駆動軸が延びる方向において対向しており、
前記加熱部は、前記バレル内に配置されており、第１加熱部と、前記第１加熱部よりも前記連通孔の近くに配置された第２加熱部とを備え、
前記第１加熱部と前記第２加熱部とは、各々個別に制御され、前記駆動軸が延びる方向における前記第２加熱部の厚さは、前記第１加熱部の厚さよりも厚い、
請求項１に記載の材料吐出装置。
【請求項9】
前記第１加熱部及び前記第２加熱部は、前記駆動軸が延びる方向から見たときに、前記連通孔を取り囲む形状を有する、
請求項８に記載の材料吐出装置。
請求項８に記載の材料吐出装置。
【請求項10】
前記測定部は、圧電素子及び電極を含む圧電体を備える圧力センサーである、
請求項１に記載の材料吐出装置。
請求項１に記載の材料吐出装置。
【請求項11】
前記圧力センサーは、前記ノズル、前記スクリュー、前記バレル、及び前記シリンダーの少なくともいずれかに、成膜により形成されている、
請求項１０に記載の材料吐出装置。
請求項１０に記載の材料吐出装置。
【請求項12】
可塑化した材料を射出するノズルであって、
可塑化した前記材料が流れる流路を区画するノズル流路壁を有し、
前記ノズル流路壁の外周には、前記流路内の複数箇所の前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、
前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす、
ノズル。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
可塑化した前記材料が流れる流路を区画するノズル流路壁を有し、
前記ノズル流路壁の外周には、前記流路内の複数箇所の前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、
前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす、
ノズル。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
【請求項13】
駆動モーターと、
溝が形成された溝形成面を有し、前記駆動モーターの駆動軸を中心として回転するスクリューと、
前記溝形成面と対向する対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記対向面における前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、
前記バレルは、前記対向面を有する第３部分と、
前記第３部分と別体であり前記対向面を含まない第４部分とを備え、
前記測定部は、前記第３部分と前記第４部分との間に配置され、
前記第３部分の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす、
可塑化装置。
（１）前記第３部分が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下、
（２）前記第３部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
溝が形成された溝形成面を有し、前記駆動モーターの駆動軸を中心として回転するスクリューと、
前記溝形成面と対向する対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、
前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、
前記対向面における前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、
前記バレルは、前記対向面を有する第３部分と、
前記第３部分と別体であり前記対向面を含まない第４部分とを備え、
前記測定部は、前記第３部分と前記第４部分との間に配置され、
前記第３部分の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす、
可塑化装置。
（１）前記第３部分が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下、
（２）前記第３部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、材料吐出装置、ノズル及び可塑化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、可塑化部の流路内における造形材料の圧力を測定する圧力測定部と、測定された圧力の測定値に応じてスクリューの回転を調節する制御部と、を有する三次元造形装置が開示されている。詳しくは、可塑化部は、材料が供給される溝が形成された溝形成面を有するフラットスクリューと、溝形成面に対向する対向面を有し、対向面に流路の開口部が設けられたバレルとを有し、圧力測定部は、開口部に近い第１流路に設けられる、としている。
【0003】
特許文献１の三次元造形装置では、圧力測定部による圧力の測定値に応じて、スクリューの回転を調節することにより、ノズルから吐出される造形材料の量の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－６３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の三次元造形装置には、改良の余地があった。詳しくは、特許文献１の圧力測定部では、流路内における１点の圧力を測定しているため、流路内の造形材料の状態を詳細に分析することは困難であった。そのため、より一層正確なフィードバック制御を行う上で改良の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願に係る一態様の材料吐出装置は、駆動モーターと、溝が形成された溝形成面を有し、前記駆動モーターの駆動軸を中心として回転するスクリューと、前記溝形成面と対向する対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記連通孔と連通し、可塑化した前記材料を外部へと射出するノズルと、前記材料が通過する流路内の複数箇所の前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、前記測定部は、前記ノズル内の前記流路を区画するノズル流路壁の外周に配置され、前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下。
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下。
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
【0007】
本願に係る一態様の射出成型装置は、上記の材料吐出装置と、前記ノズルから射出される前記材料を受ける成形型を固定する固定部と、を備える。
【0008】
本願に係る一態様のノズルは、可塑化した材料を射出するノズルであって、前記材料が流れる流路を区画するノズル流路壁を有し、前記ノズル流路壁の外周には、前記流路内の複数箇所の前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、前記ノズル流路壁の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下。
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
（１）前記ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下。
（２）前記ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記ノズル流路壁の厚さは、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下。
【0009】
本願に係る一態様の可塑化装置は、駆動モーターと、溝が形成された溝形成面を有し、前記駆動モーターの駆動軸を中心として回転するスクリューと、前記溝形成面と対向する対向面を有し、可塑化した材料が流れる連通孔が形成されたバレルと、前記溝に供給された前記材料を加熱する加熱部と、前記対向面における前記材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部と、を備え、前記バレルは、前記対向面を有する第３部分と、前記第３部分と別体であり前記対向面を含まない第４部分とを備え、前記測定部は、前記第３部分と前記第４部分との間に配置され、前記第３部分の厚さは、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）前記第３部分が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下。
（２）前記第３部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
（１）前記第３部分が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下。
（２）前記第３部分がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、前記第３部分の厚さは、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態１に係る射出成型装置の斜視図。
【図2】材料吐出装置の概略構成を示す断面図。
【図3】材料吸引時の一態様を示す断面図。
【図4】材料圧送時の一態様を示す断面図。
【図5】スクリューの斜視図。
【図6】スクリューの断面図。
【図9】圧力センサーの配線態様の一例を示す模式図。
【図10】バレルの平面図。
【図11】バレルの断面図。
【図13】ノズルの断面図。
【図14】圧力センサー設置位置のシミュレーション結果を示す図表。
【図15】実施形態２に係るバレルの断面図。
【図16】バレルの斜視図。
【図17】実施形態３に係る三次元造形装置の概略構成図。
【図18】変形例に係る圧力センサーの異なる配置態様図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施形態１
＊＊＊射出成型装置の概要＊＊＊
図１は、実施形態１に係る射出成型装置の概略構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の射出成型装置２００は、材料吐出装置１１０、型締装置１３０、成形型１６０、制御部１９０などから構成されいている。なお、各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。詳しくは、型締装置１３０の延在方向をＹプラス方向、材料吐出装置１１０が有するホッパー７０の延在方向をＺプラス方向としている。
＊＊＊射出成型装置の概要＊＊＊
図１は、実施形態１に係る射出成型装置の概略構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の射出成型装置２００は、材料吐出装置１１０、型締装置１３０、成形型１６０、制御部１９０などから構成されいている。なお、各図には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。詳しくは、型締装置１３０の延在方向をＹプラス方向、材料吐出装置１１０が有するホッパー７０の延在方向をＺプラス方向としている。
【0012】
射出成型装置２００は、成形型１６０内に、材料吐出装置１１０から成形材料を射出して成形品を成型する。
材料吐出装置１１０と型締装置１３０とは、制御部１９０によって動作が制御される。制御部１９０は、ＣＰＵとメモリーとを備えるコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、射出成型装置２００の各部を制御する。なお、制御部１９０は、回路によって構成されていても良い。また、射出成型装置２００の各部には、電源部から電力が供給されているが、図示を省略している。
材料吐出装置１１０と型締装置１３０とは、制御部１９０によって動作が制御される。制御部１９０は、ＣＰＵとメモリーとを備えるコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、射出成型装置２００の各部を制御する。なお、制御部１９０は、回路によって構成されていても良い。また、射出成型装置２００の各部には、電源部から電力が供給されているが、図示を省略している。
【0013】
本実施形態では、型締装置１３０には、金属製の成形型１６０が装着されている。成形型１６０は、金属製に限られず、樹脂製あるいはセラミック製でも良い。金属製の成形型１６０のことを金型ともいう。成形型１６０は、固定型１６１と可動型１６２とを含む。固定型１６１は材料吐出装置１１０に固定されており、可動型１６２は型締装置１３０に固定されている。
可動型１６２は、型締装置１３０により固定型１６１に対して型締め方向、型開き方向に移動可能に設けられている。本実施形態では、型締め／型開き方向は、Ｙマイナス／プラス方向である。
可動型１６２は、型締装置１３０により固定型１６１に対して型締め方向、型開き方向に移動可能に設けられている。本実施形態では、型締め／型開き方向は、Ｙマイナス／プラス方向である。
【0014】
材料吐出装置１１０のＹプラス側には、固定型支持部１４１が設けられている。固定型支持部１４１は、固定型１６１を固定するためのクランプ機構を含んで構成されている。固定型支持部１４１は、固定型１６１の反対側（Ｘマイナス方向）の面にも対として設けられている。
型締装置１３０のＹマイナス側には、可動型支持部１４２が設けられている。可動型支持部１４２は、可動型１６２を固定するためのクランプ機構を含んで構成されている。可動型支持部１４２は、可動型１６２の反対側（Ｘマイナス方向）の面にも対として設けられている。固定型支持部１４１、可動型支持部１４２は固定部に相当する。
換言すれば、射出成型装置２００は、材料吐出装置１１０と、材料吐出装置１１０から射出される材料を受ける成形型１６０を固定する固定部としての固定型支持部１４１、可動型支持部１４２を備える。
型締装置１３０のＹマイナス側には、可動型支持部１４２が設けられている。可動型支持部１４２は、可動型１６２を固定するためのクランプ機構を含んで構成されている。可動型支持部１４２は、可動型１６２の反対側（Ｘマイナス方向）の面にも対として設けられている。固定型支持部１４１、可動型支持部１４２は固定部に相当する。
換言すれば、射出成型装置２００は、材料吐出装置１１０と、材料吐出装置１１０から射出される材料を受ける成形型１６０を固定する固定部としての固定型支持部１４１、可動型支持部１４２を備える。
【0015】
型締装置１３０は、固定型１６１と可動型１６２との開閉を行う機能を有している。型締装置１３０は、制御部１９０の制御下で、モーターによって構成される型駆動部１３１を駆動することによってボールネジ１３２を回転させ、ボールネジ１３２に結合された可動型１６２を固定型１６１に対して移動させて成形型１６０を開閉させる。
【0016】
材料吐出装置１１０には、成型品の材料が投入されるホッパー７０が接続されている。成型品の材料として、例えば、ペレット状に形成された熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などが用いられる。材料吐出装置１１０への材料の供給は、ホッパー７０に限らず、例えば、材料が圧送されるチューブを介して行われても良い。
【0017】
材料吐出装置１１０は、ホッパー７０から供給された材料の少なくとも一部を可塑化して成形材料を生成し、固定型１６１と可動型１６２との間に区画されたキャビティにその成形材料を射出する。成形材料のことを可塑化材料ともいう。なお、「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。
【0018】
＊＊＊材料吐出装置の概要＊＊＊
図２は、材料吐出装置の概略構成を示す断面図である。
材料吐出装置１１０は、スクリュー１１１、バレル１１２、吸引送出部９０、ノズル１１４などから構成される。なお、材料吐出装置１１０の構成からノズル１１４を除いた装置構成を可塑化装置１００という。
図２は、材料吐出装置の概略構成を示す断面図である。
材料吐出装置１１０は、スクリュー１１１、バレル１１２、吸引送出部９０、ノズル１１４などから構成される。なお、材料吐出装置１１０の構成からノズル１１４を除いた装置構成を可塑化装置１００という。
【0019】
スクリュー１１１は、収容部１０１に収容されている。スクリュー１１１は、ローター、あるいは、フラットスクリューとも呼ばれる。スクリュー１１１は、駆動モーター１１８によって、駆動モーター１１８の駆動軸１１９を中心に収容部１０１内で回転する。なお、駆動軸１１９の中心を通りＹ軸に沿った線分を中心線６０としている。中心線６０は、ＸＺ平面において、駆動モーター１１８の駆動軸１１９の中心に一致する。駆動モーター１１８によるスクリュー１１１の回転は制御部１９０によって制御される。なお、スクリュー１１１は、減速機を介して駆動モーター１１８によって駆動されても良い。
【0020】
バレル１１２の中心には、連通孔１１５が形成されている。連通孔１１５は、流路１１６に連通している。流路１１６には、後述するシリンダー１２１及びノズル１１４が接続されている。なお、本実施形態では、バレル１１２、連通孔１１５、流路１１６、及び、ノズル１１４の中心は、中心線６０と一致している。
流路１１６内には、シリンダー１２１よりも上流部に、球体状の逆止弁１２４が備えられている。逆止弁１２４は、ノズル１１４側からスクリュー１１１側への可塑化材料の逆流を防止する。
流路１１６内には、シリンダー１２１よりも上流部に、球体状の逆止弁１２４が備えられている。逆止弁１２４は、ノズル１１４側からスクリュー１１１側への可塑化材料の逆流を防止する。
【0021】
吸引送出部９０は、シリンダー１２１、プランジャー１２２、プランジャー駆動部１２３などから構成される。
シリンダー１２１は、流路１１６からＸマイナス方向に分岐した分岐流路１１７を流路１１６の一部として有する。つまり、シリンダー１２１の内部が分岐流路１１７となる。
吸引送出部９０は、シリンダー１２１内の可塑化材料を、成形型１６０のキャビティに射出注入する機能を有する。吸引送出部９０は、制御部１９０の制御下で、ノズル１１４からの成形材料の射出量や射出速度、射出圧力を制御する。シリンダー１２１は、略円筒状を成し、内部にプランジャー１２２を備えている。
シリンダー１２１は、流路１１６からＸマイナス方向に分岐した分岐流路１１７を流路１１６の一部として有する。つまり、シリンダー１２１の内部が分岐流路１１７となる。
吸引送出部９０は、シリンダー１２１内の可塑化材料を、成形型１６０のキャビティに射出注入する機能を有する。吸引送出部９０は、制御部１９０の制御下で、ノズル１１４からの成形材料の射出量や射出速度、射出圧力を制御する。シリンダー１２１は、略円筒状を成し、内部にプランジャー１２２を備えている。
【0022】
プランジャー１２２は、シリンダー１２１の内部を流路１１６から離れる方向に移動して分岐流路１１７内に可塑化材料を吸引して計量する。そして、プランジャー１２２は、シリンダー１２１の内部を流路１１６に近づく方向に移動することにより、流路１１６に可塑化材料を送出する。
送出された可塑化材料は、ノズル１１４に圧送される。プランジャー１２２は、モーターを含んで構成されるプランジャー駆動部１２３により駆動される。ノズル１１４に圧送された可塑化材料は、ノズル１１４から成形型１６０のキャビティに射出される。換言すれば、材料吐出装置１１０は、連通孔１１５から分岐した分岐流路１１７を有するシリンダー１２１と、シリンダー１２１内を往復運動して可塑化した材料を吸引、又は、吸引した材料を流路に送出するプランジャー１２２を含む吸引送出部９０とを備える。
送出された可塑化材料は、ノズル１１４に圧送される。プランジャー１２２は、モーターを含んで構成されるプランジャー駆動部１２３により駆動される。ノズル１１４に圧送された可塑化材料は、ノズル１１４から成形型１６０のキャビティに射出される。換言すれば、材料吐出装置１１０は、連通孔１１５から分岐した分岐流路１１７を有するシリンダー１２１と、シリンダー１２１内を往復運動して可塑化した材料を吸引、又は、吸引した材料を流路に送出するプランジャー１２２を含む吸引送出部９０とを備える。
【0023】
図３は、材料吸引時の一態様を示す断面図である。図４は、材料圧送時の一態様を示す断面図である。図５は、スクリューの斜視図である。図１０は、バレルの平面図である。
図５に示すように、スクリュー１１１は、中心線６０に沿った方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。スクリュー１１１の溝形成面２０１には、中央部２０５を中心に、渦状の溝２０２が形成されている。溝形成面２０１は、バレル１１２の対向面２１２に対向する面である。換言すれば、スクリュー１１１は、駆動軸１１９（図３）が延びる方向における長さが、駆動軸１１９が延びる方向に垂直な方向における長さよりも短いフラットスクリューであり、溝形成面２０１と対向面２１２とは、駆動軸１１９が延びる方向において対向している。
図５に示すように、スクリュー１１１は、中心線６０に沿った方向における高さが直径よりも小さい略円柱状を有する。スクリュー１１１の溝形成面２０１には、中央部２０５を中心に、渦状の溝２０２が形成されている。溝形成面２０１は、バレル１１２の対向面２１２に対向する面である。換言すれば、スクリュー１１１は、駆動軸１１９（図３）が延びる方向における長さが、駆動軸１１９が延びる方向に垂直な方向における長さよりも短いフラットスクリューであり、溝形成面２０１と対向面２１２とは、駆動軸１１９が延びる方向において対向している。
【0024】
溝２０２は、スクリュー１１１の側面に形成された材料投入口２０３に連通している。ホッパー７０から供給される材料は、材料投入口２０３を通じて溝２０２に供給される。溝２０２は、凸条部２０４によって隔てられることにより形成されている。図５では、溝２０２が２本形成されている例を示しているが、溝２０２の数は、１本でも良いし、３本以上であってもよい。
【0025】
図１０に示すように、バレル１１２は、スクリュー１１１の溝形成面２０１に対向する対向面２１２を有している。対向面２１２の中央には、流路１１６に連通する連通孔１１５が形成されている。対向面２１２には、連通孔１１５に接続され、連通孔１１５から外周に向かって渦状に延びている複数の案内溝２１１が形成されている。案内溝２１１は、可塑化材料を連通孔１１５に導く機能を有する。なお、案内溝２１１は連通孔１１５に直接的に接続されていなくてもよく、案内溝２１１は、対向面２１２に形成されていなくてもよい。
【0026】
図３に示すように、バレル１１２の対向面２１２の内部には、ヒーター８１，８２が設けられている。ヒーター８１，８２は、リング状の電熱線ヒーターであり、連通孔１１５を中心にして同心円状（図１６）に配置されている。ヒーター８１，８２は、制御部１９０により各々個別に制御される。なお、ヒーター８１，８２は、リング状でなくてもよく、例えば多角形状であってもよい。
スクリュー１１１の溝２０２に供給された材料は、ヒーター８１，８２による加熱、及び、スクリュー１１１の回転により、スクリュー１１１とバレル１１２との間において可塑化されながら流動し、中央部２０５へと導かれる。
スクリュー１１１の溝２０２に供給された材料は、ヒーター８１，８２による加熱、及び、スクリュー１１１の回転により、スクリュー１１１とバレル１１２との間において可塑化されながら流動し、中央部２０５へと導かれる。
【0027】
図３に示すように、プランジャー１２２がＸマイナス方向に移動する吸引時においては、逆止弁１２４がＹプラス方向に移動し、矢印で示すように、可塑化された材料が流路１１６からシリンダー１２１内の分岐流路１１７に流入する。
他方、図４に示すように、プランジャー１２２がＸプラス方向に移動する圧送時においては、圧送される材料圧により逆止弁１２４がＹマイナス方向に移動することにより、連通孔１１５が閉じられ、可塑化材料の逆流が防止される。そして、プランジャー１２２に押し出された可塑化材料は、矢印で示すように、ノズル１１４に圧送される。
他方、図４に示すように、プランジャー１２２がＸプラス方向に移動する圧送時においては、圧送される材料圧により逆止弁１２４がＹマイナス方向に移動することにより、連通孔１１５が閉じられ、可塑化材料の逆流が防止される。そして、プランジャー１２２に押し出された可塑化材料は、矢印で示すように、ノズル１１４に圧送される。
【0028】
換言すれば、可塑化装置１００は、駆動モーター１１８と、溝２０２が形成された溝形成面２０１を有し、駆動モーター１１８の駆動軸１１９を中心として回転するスクリュー１１１と、溝形成面２０１と対向する対向面２１２を有し、可塑化した材料が流れる連通孔１１５が形成されたバレル１１２と、溝２０２に供給された材料を加熱する加熱部としてのヒーター８１，８２とを備える。そして、材料吐出装置１１０は、可塑化装置１００の構成に加えて、連通孔１１５と連通し、可塑化した材料を外部へと射出するノズル１１４をさらに備える。
【0029】
＊＊＊スクリューにおけるセンサーの配置態様＊＊＊
図６は、スクリューの断面図である。
ここでは、図５、図６を用いて、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０の配置態様について説明する。
図５に示すように、スクリュー１１１の溝形成面２０１の内部には、測定部としての複数の圧力センサー１０、及び、温度センサー３０が配置されている。
複数の圧力センサー１０は、平面的に小さな円板状をなしており、溝２０２に重なる部分において、中央部２０５から放射線状に配置されている。
温度センサー３０は、平面的に棒状をなしており、中央部２０５から放射線状に複数本配置されている。図５に示すように、複数の圧力センサー１０と、複数の温度センサー３０とは、平面的に重ならないように配置されている。
図６は、スクリューの断面図である。
ここでは、図５、図６を用いて、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０の配置態様について説明する。
図５に示すように、スクリュー１１１の溝形成面２０１の内部には、測定部としての複数の圧力センサー１０、及び、温度センサー３０が配置されている。
複数の圧力センサー１０は、平面的に小さな円板状をなしており、溝２０２に重なる部分において、中央部２０５から放射線状に配置されている。
温度センサー３０は、平面的に棒状をなしており、中央部２０５から放射線状に複数本配置されている。図５に示すように、複数の圧力センサー１０と、複数の温度センサー３０とは、平面的に重ならないように配置されている。
【0030】
図６に示すように、スクリュー１１１は、第１部分１１と、第２部分２１との２つの部分から構成されている。好適例では、第１部分１１、第２部分２１共にステンレス鋼で構成される。なお、アルミニウムで構成されることでも良い。
第１部分１１は、溝形成面２０１を有しており、その背面に第２部分２１を収納するための凹部であるキャビティ１１ａを備えている。
第２部分２１は、円板状の部材であり、その中央には、駆動軸１１９が挿入される貫通穴２１ｂが設けられている。第１部分１１と第２部分２１とは、不図示のボルトを含む接続機構により一体化されており、駆動軸１１９の回転に伴ない一緒に回転する。
第１部分１１は、溝形成面２０１を有しており、その背面に第２部分２１を収納するための凹部であるキャビティ１１ａを備えている。
第２部分２１は、円板状の部材であり、その中央には、駆動軸１１９が挿入される貫通穴２１ｂが設けられている。第１部分１１と第２部分２１とは、不図示のボルトを含む接続機構により一体化されており、駆動軸１１９の回転に伴ない一緒に回転する。
【0031】
そして、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第１部分１１と第２部分２１との間に配置される。
図６における中心線６０の左側には、圧力センサー１０の断面を示している。図６に示すように、圧力センサー１０は、溝２０２の底面の下に取付けられている。好適例では、圧力センサー１０は、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂに設けられる。
図６における中心線６０の左側には、圧力センサー１０の断面を示している。図６に示すように、圧力センサー１０は、溝２０２の底面の下に取付けられている。好適例では、圧力センサー１０は、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂに設けられる。
【0032】
図７、図８は、図６のｄ部における拡大図である。
圧力センサー１０は、好適例では、圧電素子を用いた圧力センサーを用いる。圧力センサー１０は、個別のディスクリート部品であっても良いし、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂに成膜して作り込むことであっても良い。
図７に示す圧力センサー１０ａは、圧力センサー１０をディスクリート部品とした場合の一例を示している。
圧力センサー１０ａは、基板１の上に、第１電極２、圧電素子３、第２電極４をこの順番で積層した構成となっている。第１電極２、圧電素子３、第２電極４により圧電体が構成される。
圧力センサー１０は、好適例では、圧電素子を用いた圧力センサーを用いる。圧力センサー１０は、個別のディスクリート部品であっても良いし、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂに成膜して作り込むことであっても良い。
図７に示す圧力センサー１０ａは、圧力センサー１０をディスクリート部品とした場合の一例を示している。
圧力センサー１０ａは、基板１の上に、第１電極２、圧電素子３、第２電極４をこの順番で積層した構成となっている。第１電極２、圧電素子３、第２電極４により圧電体が構成される。
【0033】
基板１は、例えば、セラミック基板であり、その上に、金属電極である第１電極２が成膜されている。
圧電素子３は、第１電極２の上に成膜されており、例えば、ＰＺＴ（Pb(Zr，Ti)O3）や、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）を用いる。そして、圧電素子３の上に、金属電極である第２電極４が成膜される。つまり、圧電素子３を、第１電極２と第２電極４とて挟持した構成となっている。これらの積層体は、金属製のパッケージ５で封止されている。
好適例では、圧力センサー１０ａは、キャビティ１１ａの底面１１ｂに、耐熱性の接着剤で固定される。耐熱性の接着剤としては、例えば、アルミナなどの耐火性セラミックスと無機ポリマーを主成分とする耐熱性無機接着剤や、セメント系接着剤を用いる。
圧電素子３は、第１電極２の上に成膜されており、例えば、ＰＺＴ（Pb(Zr，Ti)O3）や、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）を用いる。そして、圧電素子３の上に、金属電極である第２電極４が成膜される。つまり、圧電素子３を、第１電極２と第２電極４とて挟持した構成となっている。これらの積層体は、金属製のパッケージ５で封止されている。
好適例では、圧力センサー１０ａは、キャビティ１１ａの底面１１ｂに、耐熱性の接着剤で固定される。耐熱性の接着剤としては、例えば、アルミナなどの耐火性セラミックスと無機ポリマーを主成分とする耐熱性無機接着剤や、セメント系接着剤を用いる。
【0034】
図８に示す圧力センサー１０ｂは、圧力センサー１０を成膜により作り込んだ成膜部品とした場合の一例を示している。
まず、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂには、絶縁層６が設けられている。絶縁層６は、好適例では、セラミック膜であり、例えば、プラズマ溶射によるセラミックスコーティングを用いて成膜される。なお、セラミック膜に限定するものではなく、絶縁性と耐熱性とを有する絶縁層であれば良い。
圧力センサー１０ｂは、底面１１ｂの絶縁層６の上に、第１電極２、圧電素子３、第２電極４をこの順番で積層した構成となっている。第１電極２、圧電素子３、第２電極４の材料は、圧力センサー１０ａと同じである。成膜方法は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や、蒸着法、スパッタリングなどを用いることができる。これらの積層体は、絶縁層７で封止されている。絶縁層７は、好適例では、セラミック膜としている。
好適例では、圧力センサー１０ｂは、ノズル１１４、スクリュー１１１、バレル１１２、及びシリンダー１２１の少なくともいずれかに、成膜により形成され得る。
まず、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂには、絶縁層６が設けられている。絶縁層６は、好適例では、セラミック膜であり、例えば、プラズマ溶射によるセラミックスコーティングを用いて成膜される。なお、セラミック膜に限定するものではなく、絶縁性と耐熱性とを有する絶縁層であれば良い。
圧力センサー１０ｂは、底面１１ｂの絶縁層６の上に、第１電極２、圧電素子３、第２電極４をこの順番で積層した構成となっている。第１電極２、圧電素子３、第２電極４の材料は、圧力センサー１０ａと同じである。成膜方法は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や、蒸着法、スパッタリングなどを用いることができる。これらの積層体は、絶縁層７で封止されている。絶縁層７は、好適例では、セラミック膜としている。
好適例では、圧力センサー１０ｂは、ノズル１１４、スクリュー１１１、バレル１１２、及びシリンダー１２１の少なくともいずれかに、成膜により形成され得る。
【0035】
なお、以下の説明において、圧力センサー１０ａ，１０ｂを区分けせず、いずれでも選択可能な場合は、枝番を付けずに圧力センサー１０として説明する。
換言すれば、スクリュー１１１は、溝形成面２０１を有する第１部分１１と、第１部分１１と別体であり駆動軸１１９に接続された第２部分２１とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第１部分１１と第２部分２１との間に配置される。また、測定部としての圧力センサー１０は、圧電素子３及び電極としての第１電極２、第２電極４を含む圧電体を備える圧力センサーである。
換言すれば、スクリュー１１１は、溝形成面２０１を有する第１部分１１と、第１部分１１と別体であり駆動軸１１９に接続された第２部分２１とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第１部分１１と第２部分２１との間に配置される。また、測定部としての圧力センサー１０は、圧電素子３及び電極としての第１電極２、第２電極４を含む圧電体を備える圧力センサーである。
【0036】
図６に戻る。
図６における中心線６０の右側には、温度センサー３０の断面を示している。図６に示すように、温度センサー３０は、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂに設けられる。温度センサー３０は、好適例では、光ファイバーによって構成されたＦＢＧ（ファイバー・ブラッグ・グレーティング）センサーを用いる。詳しくは、温度センサー３０は、１本の光ファイバーの内部に形成された周期的な回折格子３０ａを備えた構成となっている。回折格子３０ａは、屈折率が変調する部分であり、回折格子３０ａの周期が作るブラッグ反射条件を満たす波長の光のみを反射させる。この反射光のブラッグ波長を観測することにより、温度を測定することができる。なお、温度センサー３０は、歪の測定も可能である。
図６における中心線６０の右側には、温度センサー３０の断面を示している。図６に示すように、温度センサー３０は、第１部分１１のキャビティ１１ａの底面１１ｂに設けられる。温度センサー３０は、好適例では、光ファイバーによって構成されたＦＢＧ（ファイバー・ブラッグ・グレーティング）センサーを用いる。詳しくは、温度センサー３０は、１本の光ファイバーの内部に形成された周期的な回折格子３０ａを備えた構成となっている。回折格子３０ａは、屈折率が変調する部分であり、回折格子３０ａの周期が作るブラッグ反射条件を満たす波長の光のみを反射させる。この反射光のブラッグ波長を観測することにより、温度を測定することができる。なお、温度センサー３０は、歪の測定も可能である。
【0037】
温度センサー３０には、光ファイバーに光を射出する光源と、反射光を受光して温度や圧力を計測するための計測器とが接続される。制御部１９０は、測定された温度を、光ファイバーに接続された計測器（図示せず）から取得する。
なお、温度センサー３０は、ＦＢＧセンサーに限定するものではなく、耐熱性が高い温度センサーであれば良く、例えば、熱電対センサーを用いても良い。
なお、温度センサー３０は、ＦＢＧセンサーに限定するものではなく、耐熱性が高い温度センサーであれば良く、例えば、熱電対センサーを用いても良い。
【0038】
図９は、圧力センサーの配線態様の一例を示す模式図である。
スクリュー１１１は、駆動軸１１９を回転軸として回転するため、圧力センサー１０も一緒に回転する。このため、圧力センサー１０が検出した圧力データや、駆動電力などを可塑化装置１００との間でやり取りする配線構成には、工夫が必要である。
具体的には、図９に示すように、駆動モーター１１８の駆動軸１１９には、スリップリング部１３８が設けられている。スリップリング部１３８は、回転しながら電気接続を可能とする回転式コネクターであり、リング部１３４、ブラシ部１３５などから構成される。
スクリュー１１１は、駆動軸１１９を回転軸として回転するため、圧力センサー１０も一緒に回転する。このため、圧力センサー１０が検出した圧力データや、駆動電力などを可塑化装置１００との間でやり取りする配線構成には、工夫が必要である。
具体的には、図９に示すように、駆動モーター１１８の駆動軸１１９には、スリップリング部１３８が設けられている。スリップリング部１３８は、回転しながら電気接続を可能とする回転式コネクターであり、リング部１３４、ブラシ部１３５などから構成される。
【0039】
リング部１３４は、駆動軸１１９に取り付けられており、駆動軸１１９と一緒に回転する。リング部１３４と、スクリュー１１１との間には複数本の配線１３６が設けられている。複数本の配線１３６は、圧力センサー１０に接続しており、駆動軸１１９と一緒に回転する。リング部１３４には、複数本の配線１３６と対応した複数本の金属製のリング体が設けられている。
リング部１３４の側面には、ブラシ部１３５が設けられている。ブラシ部１３５には、リング部１３４のリング体に対応する接続ブラシが設けられている。ブラシ部１３５は、支持部１３５ａに支持されており、支持部１３５ａは可塑化装置１００に固定されている。つまり、ブラシ部１３５は、駆動軸１１９の回転に係らずに、静止している。
リング部１３４の側面には、ブラシ部１３５が設けられている。ブラシ部１３５には、リング部１３４のリング体に対応する接続ブラシが設けられている。ブラシ部１３５は、支持部１３５ａに支持されており、支持部１３５ａは可塑化装置１００に固定されている。つまり、ブラシ部１３５は、駆動軸１１９の回転に係らずに、静止している。
【0040】
このような構成により、スクリュー１１１が回転しても、複数本の配線１３６を介して、圧力データや、駆動電力などの電気信号を連続してやり取りすることが可能としている。
【0041】
＊＊＊バレル及び周辺部位におけるセンサーの配置態様＊＊＊
図１０は、バレルの平面図である。図１１は、バレルの断面図である。
ここでは、図１０、図１１を用いて、バレル１１２及びその周辺部位における圧力センサー１０、及び、温度センサー３０の配置態様について説明する。
図１０は、バレルの平面図である。図１１は、バレルの断面図である。
ここでは、図１０、図１１を用いて、バレル１１２及びその周辺部位における圧力センサー１０、及び、温度センサー３０の配置態様について説明する。
【0042】
図１０に示すように、バレル１１２は、第３部分１２と、第４部分２２との２つの部分から構成されている。第３部分１２は、対向面２１２を有する円板状の部分であり、ベース部分となる第４部分２２の中央に配置されている。好適例では、第３部分１２、第４部分２２共にステンレス鋼で構成される。なお、アルミニウムで構成されることでも良い。
図１０に示すように、バレル１１２の対向面２１２内部には、連通孔１１５を中心として同心円状に、２つのヒーター８１，８２が設けられている。複数の圧力センサー１０は、平面的に２つのヒーター８１，８２と重なる部分に配置されている。
また、温度センサー３０は２本設けられており、１本は平面的に連通孔１１５とヒーター８１との間に同心円状に配置されている。もう１本は、ヒーター８１とヒーター８２との間に同心円状に配置されている。
図１０に示すように、バレル１１２の対向面２１２内部には、連通孔１１５を中心として同心円状に、２つのヒーター８１，８２が設けられている。複数の圧力センサー１０は、平面的に２つのヒーター８１，８２と重なる部分に配置されている。
また、温度センサー３０は２本設けられており、１本は平面的に連通孔１１５とヒーター８１との間に同心円状に配置されている。もう１本は、ヒーター８１とヒーター８２との間に同心円状に配置されている。
【0043】
図１１に示すように、第４部分２２には、連通孔１１５を中心とした凸部２２ｂが設けられている。第３部分１２には、底面１２ａから掘下げられた凹部であるキャビティ１２ｂが設けられている。第３部分１２は、キャビティ１２ｂに凸部２２ｂを勘合させて、第４部分２２と接続する。凸部２２ｂにおける連通孔１１５の周囲には、ワッシャー１４が設けられている。ワッシャー１４は、アルミニウム製のリング状のワッシャーであり、連通孔１１５から第３部分１２と第４部分２２との接合面を介して材料が横漏れすることを防止する。
そして、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第３部分１２と第４部分２２との間に配置される。
そして、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第３部分１２と第４部分２２との間に配置される。
【0044】
まず、圧力センサー１０の配置態様について説明する。
図１１に示すように、第３部分１２の底面１２ａには、ヒーター８１，８２をセットするための円環状の溝である第１溝１３ａと、第２溝１３ｂとが設けられている。圧力センサー１０は第１溝１３ａ及び第２溝１３ｂの底に配置される。つまり、対向面２１２とヒーター８１との間に圧力センサー１０が配置される。同様に、対向面２１２とヒーター８２との間に圧力センサー１０が配置される。
換言すれば、加熱部としてのヒーター８１，８２は、バレル１１２内に配置されており、測定部としての圧力センサー１０は、ヒーター８１，８２のうちの対向面２１２と対向する位置に配置される。
図１１に示すように、第３部分１２の底面１２ａには、ヒーター８１，８２をセットするための円環状の溝である第１溝１３ａと、第２溝１３ｂとが設けられている。圧力センサー１０は第１溝１３ａ及び第２溝１３ｂの底に配置される。つまり、対向面２１２とヒーター８１との間に圧力センサー１０が配置される。同様に、対向面２１２とヒーター８２との間に圧力センサー１０が配置される。
換言すれば、加熱部としてのヒーター８１，８２は、バレル１１２内に配置されており、測定部としての圧力センサー１０は、ヒーター８１，８２のうちの対向面２１２と対向する位置に配置される。
【0045】
１本目の温度センサー３０は、第３部分１２のキャビティ１２ｂの底部に配置される。２本目の温度センサー３０は、第３部分１２の底面における第１溝１３ａと、第２溝１３ｂとの間に配置される。
換言すれば、バレル１１２は、対向面２１２を有する第３部分１２と、第３部分１２と別体であり対向面２１２を含まない第４部分２２とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第３部分１２と第４部分２２との間に配置される。
換言すれば、バレル１１２は、対向面２１２を有する第３部分１２と、第３部分１２と別体であり対向面２１２を含まない第４部分２２とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第３部分１２と第４部分２２との間に配置される。
【0046】
また、図１１に示すように、シリンダー１２１の外側にも、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０が配置されている。詳しくは、シリンダー１２１のヒーター８１，８２側の外側には、シリンダー１２１の延在方向に沿って複数の圧力センサー１０が配置されている。また、シリンダー１２１の反対側の外側には、シリンダー１２１の延在方向に沿って１本の温度センサー３０が配置されている。これにより、シリンダー１２１の分岐流路１１７内における材料の状態を把握することができる。
【0047】
図１１において、連通孔１１５の下流側で分岐流路１１７との合流部分を含む点線で囲った部分をチェックバルブ抑え部４０という。チェックバルブ抑え部４０の外側にも、圧力センサー１０、及び、温度センサー３０が配置されている。
【0048】
図１２は、図１１におけるＣ視の拡大図である。
図１２は、チェックバルブ抑え部４０をＸマイナス側から観察した図であり、流路１１６を構成する管状部５１の外側を図示している。
図１２に示すように、管状部５１の外側において、分岐流路１１７に対向する部分の４ヶ所に圧力センサー１０が配置されている。４ヶ所の圧力センサー１０は、分岐流路１１７を囲うように配置されている。
そして、１本の温度センサー３０は、管状部５１の外側の中央で、流路１１６の延在方向に沿って配置されている。図１２に示すように、４ヶ所の圧力センサー１０と温度センサー３０とは、管状部５１の外側において重ならないように配置されている。
図１２は、チェックバルブ抑え部４０をＸマイナス側から観察した図であり、流路１１６を構成する管状部５１の外側を図示している。
図１２に示すように、管状部５１の外側において、分岐流路１１７に対向する部分の４ヶ所に圧力センサー１０が配置されている。４ヶ所の圧力センサー１０は、分岐流路１１７を囲うように配置されている。
そして、１本の温度センサー３０は、管状部５１の外側の中央で、流路１１６の延在方向に沿って配置されている。図１２に示すように、４ヶ所の圧力センサー１０と温度センサー３０とは、管状部５１の外側において重ならないように配置されている。
【0049】
【0050】
ノズル１１４は、本体部７５、ヒーター８３、キャップ部材７６などから構成される。ノズル１１４は、ホットランナーであり、マイクロプローブともいう。
本体部７５は、可塑化装置１００との接合部分である接続部５４と、接続部５４からＹプラス方向に延在し、接続部５４よりも細い円筒部５５とから構成される。本体部７５の内部には、中心線６０に沿って流路１２０が設けられている。好適例では、本体部７５は、ステンレス鋼で構成される。なお、アルミニウムで構成されることでも良い。
流路１２０の末端側には、雌ねじ１２０ｂが形成されている。雌ねじ１２０ｂには、不図示のノズルヘッド部が螺合される。
本体部７５は、可塑化装置１００との接合部分である接続部５４と、接続部５４からＹプラス方向に延在し、接続部５４よりも細い円筒部５５とから構成される。本体部７５の内部には、中心線６０に沿って流路１２０が設けられている。好適例では、本体部７５は、ステンレス鋼で構成される。なお、アルミニウムで構成されることでも良い。
流路１２０の末端側には、雌ねじ１２０ｂが形成されている。雌ねじ１２０ｂには、不図示のノズルヘッド部が螺合される。
【0051】
図１３に示すように、円筒部５５の一方の外側には、複数の圧力センサー１０が円筒部５５の延在方向に沿って一定間隔で配置されている。そして、円筒部５５の他方の外側には、１本の温度センサー３０が円筒部５５の延在方向に沿って配置されている。なお、この配置態様に限定するものではなく、円筒部５５の外周において、圧力センサー１０と温度センサー３０とが重ならないように配置されることであれば良い。
円筒部５５の外周には、圧力センサー１０及び温度センサー３０を覆って絶縁層６５が成膜される。好適例では、絶縁層６５は、絶縁層６と同じセラミック膜である。
円筒部５５の外周には、圧力センサー１０及び温度センサー３０を覆って絶縁層６５が成膜される。好適例では、絶縁層６５は、絶縁層６と同じセラミック膜である。
【0052】
絶縁層６５の外側には、電熱線ヒーターからなるヒーター８３が巻き付けられている。コイルの線材は、例えば、ニクロム線を用いる。ヒーター８３の加熱により、流路１２０を流れる材料の溶融状態が維持される。
ヒーター８３の外周には、ヒーター８３を覆って絶縁層６６が成膜される。好適例では、絶縁層６６は、絶縁層６と同じセラミック膜である。
そして、絶縁層６６の外側には、金属製のキャップであるキャップ部材７６が被される。好適例では、キャップ部材７６は、ステンレス鋼で構成される。なお、アルミニウムで構成されることでも良い。
ヒーター８３の外周には、ヒーター８３を覆って絶縁層６６が成膜される。好適例では、絶縁層６６は、絶縁層６と同じセラミック膜である。
そして、絶縁層６６の外側には、金属製のキャップであるキャップ部材７６が被される。好適例では、キャップ部材７６は、ステンレス鋼で構成される。なお、アルミニウムで構成されることでも良い。
【0053】
なお、円筒部５５に直接成膜することにより圧力センサー１０ｂを形成する場合は、図８での説明と同様に、円筒部５５の外周に絶縁層を成膜した後に、各機能層を積層すれば良い。また、ノズル１１４は、ホットランナーであるものとして説明したが、コールドランナーであっても良く、この場合は、ヒーター８３は設けなくて良い。コールドランナーであっても、圧力センサー１０、温度センサー３０により、流路１２０内の状況を把握することができる。
上記のように、本実施形態では、スクリュー１１１、バレル１１２、及びシリンダー１２１の少なくともいずれかに、複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０が配置される。また、流路を構成する部分であれば良く、チェックバルブ抑え部４０や、ノズル１１４に、複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０が配置されても良い。
上記のように、本実施形態では、スクリュー１１１、バレル１１２、及びシリンダー１２１の少なくともいずれかに、複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０が配置される。また、流路を構成する部分であれば良く、チェックバルブ抑え部４０や、ノズル１１４に、複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０が配置されても良い。
【0054】
＊＊＊圧力センサーの好適な設置態様＊＊＊
図１４は、圧力センサー設置位置のシミュレーション結果を示す図表である。
上述したように、本実施形態では流路の上流から下流までにおける各部位への圧力センサー１０の配置態様について説明した。
ここで、材料の流動に伴う流路のたわみを効率良く検出するためには、流路と圧力センサー１０との距離は近い方が好ましい。他方、流路を構成する各部位の構造体としての強度も確保する必要がある。
図１４の表９１は、上記を鑑みて導出したシミュレーション結果の一覧表であり、各部位の最大厚さを材質ごとに算出している。
図１４は、圧力センサー設置位置のシミュレーション結果を示す図表である。
上述したように、本実施形態では流路の上流から下流までにおける各部位への圧力センサー１０の配置態様について説明した。
ここで、材料の流動に伴う流路のたわみを効率良く検出するためには、流路と圧力センサー１０との距離は近い方が好ましい。他方、流路を構成する各部位の構造体としての強度も確保する必要がある。
図１４の表９１は、上記を鑑みて導出したシミュレーション結果の一覧表であり、各部位の最大厚さを材質ごとに算出している。
【0055】
まず、図１３のノズル１１４を事例として説明する。
図１３に示すように、ノズル１１４の円筒部５５の外側には、流路１２０における圧力変動を検出するための圧力センサー１０が取り付けられている。流路１２０と圧力センサー１０との距離は、円筒部５５の流路壁の厚さｔ５となる。
ノズル１１４の材質がステンレス鋼の場合、そのヤング率Ｅは約２０２Ｇｐａとなる。
流路壁の剛性は、以下の数式（１）で求められる。また、断面二次モーメントｉは、数式（２）で求められる。
図１３に示すように、ノズル１１４の円筒部５５の外側には、流路１２０における圧力変動を検出するための圧力センサー１０が取り付けられている。流路１２０と圧力センサー１０との距離は、円筒部５５の流路壁の厚さｔ５となる。
ノズル１１４の材質がステンレス鋼の場合、そのヤング率Ｅは約２０２Ｇｐａとなる。
流路壁の剛性は、以下の数式（１）で求められる。また、断面二次モーメントｉは、数式（２）で求められる。
【0056】
剛性 ＝ Ｅ＊ｉ ……… 式（１）
ｉ ＝（ｂ＊ｔ3／１２）……… 式（２）
なお、ｂは、梁の長さである。
ｉ ＝（ｂ＊ｔ3／１２）……… 式（２）
なお、ｂは、梁の長さである。
【0057】
ノズル１１４の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、流路壁の最小厚さｔ５は、０．２ｍｍとなる。
そして、流路壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる流路壁の最大厚さｔ５は、表９１に示すように２．５ｍｍとなる。なお、表９１の値は、数式（２）から厚さｔを求めた数値である。
同様に、超硬合金を用いた場合、流路壁の最小厚さｔ５は０．２ｍｍとなり、流路壁の最大厚さｔ５は２．０ｍｍとなる。なお、超硬合金も、ステンレス鋼と同様、鉄を主成分とする材料である。
そして、流路壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる流路壁の最大厚さｔ５は、表９１に示すように２．５ｍｍとなる。なお、表９１の値は、数式（２）から厚さｔを求めた数値である。
同様に、超硬合金を用いた場合、流路壁の最小厚さｔ５は０．２ｍｍとなり、流路壁の最大厚さｔ５は２．０ｍｍとなる。なお、超硬合金も、ステンレス鋼と同様、鉄を主成分とする材料である。
【0058】
また、ノズル１１４の材質がアルミニウムの場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、流路壁の最小厚さｔ５は、０．２ｍｍとなる。そして、流路壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる流路壁の最大厚さｔ５は、表９１に示すように４．０ｍｍとなる。
換言すれば、ノズル１１４の円筒部５５の流路壁の厚さｔ５は、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
（２）ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
換言すれば、ノズル１１４の円筒部５５の流路壁の厚さｔ５は、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
（２）ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
【0059】
また、図１４には、ノズル１１４の材質を樹脂とした場合の数値も比較例として記載している。樹脂を用いる場合は、高耐熱性樹脂、または、耐熱グレードの樹脂を用いることが好ましい。
【0060】
以下、上記と同様に、各部のシミュレーション結果について説明する。
図６に示すスクリュー１１１では、溝形成面２０１の溝２０２の底部と、圧力センサー１０との距離は、第１部分１１の厚さｔ１となる。
第１部分１１の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍとなる。
そして、第１部分１１の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる第１部分１１の最大厚さｔ１は、表９１に示すように１０．０ｍｍとなる。
同様に、超硬合金を用いた場合、第１部分１１の最小厚さｔ１は０．２ｍｍとなる。第１部分１１の最大厚さｔ１は７．０ｍｍとなる。なお、超硬合金も、ステンレス鋼と同様、鉄を主成分とする材料である。
図６に示すスクリュー１１１では、溝形成面２０１の溝２０２の底部と、圧力センサー１０との距離は、第１部分１１の厚さｔ１となる。
第１部分１１の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍとなる。
そして、第１部分１１の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる第１部分１１の最大厚さｔ１は、表９１に示すように１０．０ｍｍとなる。
同様に、超硬合金を用いた場合、第１部分１１の最小厚さｔ１は０．２ｍｍとなる。第１部分１１の最大厚さｔ１は７．０ｍｍとなる。なお、超硬合金も、ステンレス鋼と同様、鉄を主成分とする材料である。
【0061】
また、第１部分１１の材質がアルミニウムの場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、第１部分１１の最小厚さｔ１は、０．２ｍｍとなる。そして、第１部分１１の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる第１部分１１の最大厚さｔ１は、表９１に示すように１４．０ｍｍとなる。
換言すれば、第１部分１１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、第１部分１１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍ以上１４ｍｍ以下である。
換言すれば、第１部分１１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、第１部分１１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍ以上１４ｍｍ以下である。
【0062】
図１１に示すバレル１１２では、対向面２１２と圧力センサー１０との距離は、第３部分１２の厚さｔ２となる。
第３部分１２の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍとなる。
そして、第３部分１２の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる第３部分１２の最大厚さｔ２は、表９１に示すように１５．０ｍｍとなる。
同様に、超硬合金を用いた場合、第３部分１２の最小厚さｔ２は０．２ｍｍとなる。第３部分１２の最大厚さｔ２は１０．０ｍｍとなる。
第３部分１２の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍとなる。
そして、第３部分１２の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる第３部分１２の最大厚さｔ２は、表９１に示すように１５．０ｍｍとなる。
同様に、超硬合金を用いた場合、第３部分１２の最小厚さｔ２は０．２ｍｍとなる。第３部分１２の最大厚さｔ２は１０．０ｍｍとなる。
【0063】
また、第３部分１２の材質がアルミニウムの場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、第３部分１２の最小厚さｔ２は、０．２ｍｍとなる。そして、第３部分１２の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる第３部分１２の最大厚さｔ２は、表９１に示すように２１．０ｍｍとなる。
換言すれば、第３部分１２が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、第３部分１２がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
換言すれば、第３部分１２が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、第３部分１２がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
【0064】
図１１に示すシリンダー１２１では、分岐流路１１７と圧力センサー１０との距離は、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３となる。
シリンダー１２１の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３は、０．２ｍｍとなる。そして、シリンダー１２１の壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となるシリンダー１２１の壁の最大厚さｔ３は、表９１に示すように５．５ｍｍとなる。
同様に、超硬合金を用いた場合、シリンダー１２１の壁の最小厚さｔ３は０．２ｍｍとなる。シリンダー１２１の壁の最大厚さｔ３は４．０ｍｍとなる。
換言すれば、シリンダー１２１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３は、０．２ｍｍ以上５.５ｍｍ以下であり、シリンダー１２１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３は、０．２ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。
シリンダー１２１の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３は、０．２ｍｍとなる。そして、シリンダー１２１の壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となるシリンダー１２１の壁の最大厚さｔ３は、表９１に示すように５．５ｍｍとなる。
同様に、超硬合金を用いた場合、シリンダー１２１の壁の最小厚さｔ３は０．２ｍｍとなる。シリンダー１２１の壁の最大厚さｔ３は４．０ｍｍとなる。
換言すれば、シリンダー１２１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３は、０．２ｍｍ以上５.５ｍｍ以下であり、シリンダー１２１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、シリンダー１２１の壁の厚さｔ３は、０．２ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。
【0065】
図１１に示すチェックバルブ抑え部４０では、流路１１６と圧力センサー１０との距離は、管状部５１の壁の厚さｔ４となる。
管状部５１の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、管状部５１の壁の厚さｔ４は、０．２ｍｍとなる。そして、管状部５１の壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる管状部５１の壁の最大厚さｔ４は、表９１に示すように１１．０ｍｍとなる。同様に、超硬合金を用いた場合、管状部５１の壁の最小厚さｔ４は０．２ｍｍとなる。管状部５１の壁の最大厚さｔ４は８．０ｍｍとなる。
換言すれば、管状部５１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、管状部５１の壁の厚さｔ４は、０．２ｍｍ以上１１.０ｍｍ以下であり、管状部５１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、管状部５１の壁の厚さｔ４は、０．２ｍｍ以上１６．０ｍｍ以下である。
管状部５１の材質がステンレス鋼の場合、数式（１）により求めた剛性からして構造体としての強度を確保するためには、管状部５１の壁の厚さｔ４は、０．２ｍｍとなる。そして、管状部５１の壁の厚さが、それ以上厚くなると圧力検出が困難となる管状部５１の壁の最大厚さｔ４は、表９１に示すように１１．０ｍｍとなる。同様に、超硬合金を用いた場合、管状部５１の壁の最小厚さｔ４は０．２ｍｍとなる。管状部５１の壁の最大厚さｔ４は８．０ｍｍとなる。
換言すれば、管状部５１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、管状部５１の壁の厚さｔ４は、０．２ｍｍ以上１１.０ｍｍ以下であり、管状部５１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、管状部５１の壁の厚さｔ４は、０．２ｍｍ以上１６．０ｍｍ以下である。
【0066】
以上、述べた通り、本実施形態の材料吐出装置１１０、可塑化装置１００、ノズル１１４によれば、以下の効果を得ることができる。
材料吐出装置１１０は、駆動モーター１１８と、溝２０２が形成された溝形成面２０１を有し、駆動モーター１１８の駆動軸１１９を中心として回転するスクリュー１１１と、溝形成面２０１と対向する対向面２１２を有し、可塑化した材料が流れる連通孔１１５が形成されたバレル１１２と、溝２０２に供給された材料を加熱する加熱部としてのヒーター８１，８２と、連通孔１１５と連通し、可塑化した材料を外部へと射出するノズル１１４と、材料が通過する流路内の複数箇所の材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０を備え、測定部は、ノズル１１４内の流路１２０を区画するノズル流路壁の外周に配置され、ノズル１１４の円筒部５５の流路壁の厚さｔ５は、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
（２）ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
材料吐出装置１１０は、駆動モーター１１８と、溝２０２が形成された溝形成面２０１を有し、駆動モーター１１８の駆動軸１１９を中心として回転するスクリュー１１１と、溝形成面２０１と対向する対向面２１２を有し、可塑化した材料が流れる連通孔１１５が形成されたバレル１１２と、溝２０２に供給された材料を加熱する加熱部としてのヒーター８１，８２と、連通孔１１５と連通し、可塑化した材料を外部へと射出するノズル１１４と、材料が通過する流路内の複数箇所の材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０を備え、測定部は、ノズル１１４内の流路１２０を区画するノズル流路壁の外周に配置され、ノズル１１４の円筒部５５の流路壁の厚さｔ５は、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
（２）ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
【0067】
これによれば、ノズル１１４の流路１２０内における複数点での圧力を測定することが可能となるため、流路内の１点の圧力を測定していた従来構成と異なり、流路１２０内の造形材料の状態を正確に把握することができ、分析することができる。
さらに、流路に対する圧力センサー１０の設置位置の最適化が図られているため、正確な圧力を測定することができる。
よって、正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量を正確に制御することができる。
従って、安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を提供することができる。
さらに、流路に対する圧力センサー１０の設置位置の最適化が図られているため、正確な圧力を測定することができる。
よって、正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量を正確に制御することができる。
従って、安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を提供することができる。
【0068】
さらに、流路１２０内における複数点での温度を測定することもできるため、流路１２０内の造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。
よって、より正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量をより正確に制御することができる。
従って、より安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を提供することができる。
よって、より正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量をより正確に制御することができる。
従って、より安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を提供することができる。
【0069】
また、連通孔１１５から分岐した分岐流路１１７を有するシリンダー１２１と、シリンダー１２１内を往復運動して可塑化した材料を吸引、又は、吸引した材料を流路に送出するプランジャー１２２を含む吸引送出部９０とを備え、スクリュー１１１、バレル１１２、及びシリンダー１２１の少なくともいずれかに、複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０が配置される。
これによれば、流路を構成する部位に複数の測定部が設けられるため、流路内の造形材料の状態を正確に把握することができ、分析することができる。
これによれば、流路を構成する部位に複数の測定部が設けられるため、流路内の造形材料の状態を正確に把握することができ、分析することができる。
【0070】
また、スクリュー１１１は、駆動軸１１９が延びる方向における長さが、駆動軸１１９が延びる方向に垂直な方向における長さよりも短いフラットスクリューであり、溝形成面２０１と対向面２１２とは、駆動軸１１９が延びる方向において対向しており、スクリュー１１１は、溝形成面２０１を有する第１部分１１と、第１部分１１と別体であり駆動軸１１９に接続された第２部分２１とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第１部分１１と第２部分２１との間に配置される。
これによれば、溝２０２を有する溝形成面２０１の直下に、測定部を配置することができるため、造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。
これによれば、溝２０２を有する溝形成面２０１の直下に、測定部を配置することができるため、造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。
【0071】
また、第１部分１１が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、第１部分１１がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第１部分１１の厚さｔ１は、０．２ｍｍ以上１４ｍｍ以下である。
これによれば、溝形成面２０１の溝２０２に対する圧力センサー１０の設置位置の最適化が図られているため、正確な圧力を測定することができる。
これによれば、溝形成面２０１の溝２０２に対する圧力センサー１０の設置位置の最適化が図られているため、正確な圧力を測定することができる。
【0072】
また、バレル１１２は、対向面２１２を有する第３部分１２と、第３部分１２と別体であり対向面２１２を含まない第４部分２２とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第３部分１２と第４部分２２との間に配置される。
これによれば、対向面２１２の直下に、測定部を配置することができるため、造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。
これによれば、対向面２１２の直下に、測定部を配置することができるため、造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。
【0073】
また、第３部分１２が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、第３部分１２がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
これによれば、対向面２１２に対する圧力センサー１０の設置位置の最適化が図られているため、正確な圧力を測定することができる。
これによれば、対向面２１２に対する圧力センサー１０の設置位置の最適化が図られているため、正確な圧力を測定することができる。
【0074】
また、加熱部としてのヒーター８１，８２は、バレル１１２内に配置されており、測定部としての圧力センサー１０は、ヒーター８１，８２のうちの対向面２１２と対向する位置に配置される。
これによれば、対向面２１２の直下に、圧力センサー１０が配置されるため、より正確な圧力を測定することができる。
これによれば、対向面２１２の直下に、圧力センサー１０が配置されるため、より正確な圧力を測定することができる。
【0075】
また、測定部としての圧力センサー１０は、圧電素子３及び電極としての第１電極２、第２電極４を含む圧電体を備える圧力センサーである。
これによれば、圧力センサー１０は、耐熱性が高くコンパクトであるため、流路を構成する部位に容易に配置することができる。
これによれば、圧力センサー１０は、耐熱性が高くコンパクトであるため、流路を構成する部位に容易に配置することができる。
【0076】
また、圧力センサー１０ｂは、ノズル１１４、スクリュー１１１、バレル１１２、及びシリンダー１２１の少なくともいずれかに、成膜により形成される。
これによれば、流路を構成する各部位に、成膜により圧力センサー１０ｂを作り込むことができる。
これによれば、流路を構成する各部位に、成膜により圧力センサー１０ｂを作り込むことができる。
【0077】
また、射出成型装置２００は、材料吐出装置１１０と、材料吐出装置１１０から射出される材料を受ける成形型１６０を固定する固定部としての固定型支持部１４１、可動型支持部１４２を備える。
これによれば、安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を備えているため、安定して射出成型が可能な射出成型装置２００を提供することができる。
これによれば、安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を備えているため、安定して射出成型が可能な射出成型装置２００を提供することができる。
【0078】
可塑化した材料を射出するノズル１１４であって、材料が流れる流路１２０を区画するノズル流路壁としての円筒部５５の流路壁を有し、円筒部５５の外周には、流路１２０内の複数箇所の材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０を備え、ノズル１１４の円筒部５５の流路壁の厚さｔ５は、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
（２）ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
（１）ノズル流路壁が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
（２）ノズル流路壁がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、ノズル流路壁の厚さｔ５は、０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
【0079】
これによれば、ノズル１１４の流路１２０内における複数点での圧力を測定することが可能となるため、流路１２０内の造形材料の状態を正確に把握することができ、分析することができる。さらに、流路１２０内における複数点での温度を測定することもできるため、流路１２０内の造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。よって、より正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量をより正確に制御することができる。
従って、安定して可塑化材料の供給が可能なノズル１１４を提供することができる。
従って、安定して可塑化材料の供給が可能なノズル１１４を提供することができる。
【0080】
可塑化装置１００は、駆動モーター１１８と、溝２０２が形成された溝形成面２０１を有し、駆動モーター１１８の駆動軸１１９を中心として回転するスクリュー１１１と、溝形成面２０１と対向する対向面２１２を有し、可塑化した材料が流れる連通孔１１５が形成されたバレル１１２と、溝２０２に供給された材料を加熱する加熱部としてのヒーター８１，８２と、対向面２１２における材料の圧力又は温度を測定する複数の測定部としての圧力センサー１０、温度センサー３０を備え、バレル１１２は、対向面２１２を有する第３部分１２と、第３部分１２と別体であり対向面２１２を含まない第４部分２２とを備え、測定部としての圧力センサー１０、及び、温度センサー３０は、第３部分１２と第４部分２２との間に配置され、第３部分１２の厚さｔ２は、以下の（１）又は（２）を満たす。
（１）第３部分１２が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。
（２）第３部分１２がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
（１）第３部分１２が鉄を主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。
（２）第３部分１２がアルミニウムを主成分とする材料で構成されている場合、第３部分１２の厚さｔ２は、０．２ｍｍ以上２１ｍｍ以下である。
【0081】
これによれば、バレル１１２の対向面２１２における複数点での圧力を測定することが可能となるため、造形材料の状態を正確に把握することができ、分析することができる。
さらに、対向面２１２における複数点での温度を測定することもできるため、造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。よって、より正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量をより正確に制御することができる。
従って、安定して可塑化材料の供給が可能な可塑化装置１００を提供することができる。
さらに、対向面２１２における複数点での温度を測定することもできるため、造形材料の状態をより正確に把握することができ、分析することができる。よって、より正確なフィードバック制御を行うことができるため、造形材料の吐出量をより正確に制御することができる。
従って、安定して可塑化材料の供給が可能な可塑化装置１００を提供することができる。
【0082】
実施形態２
＊＊＊バレルの異なる態様＊＊＊
図１５は、実施形態２に係るバレルの断面図であり、図１１に対応している。図１６は、バレルの斜視図である。
上記実施形態では、ヒーター８１，８２の厚さは同じとして説明したが、この構成に限定するものではなく、内側のヒーターの厚さを高くしても良い。例えば、本実施形態のバレル１１２ｂでは、連通孔１１５側のヒーター８５の厚さを、外側のヒーター８２よりも厚くしている。これにより、ヒーター８５から引き出される配線７２と、ヒーター８２から引き出される配線７１とを、Ｘマイナス方向に重ねて引き出すことができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊バレルの異なる態様＊＊＊
図１５は、実施形態２に係るバレルの断面図であり、図１１に対応している。図１６は、バレルの斜視図である。
上記実施形態では、ヒーター８１，８２の厚さは同じとして説明したが、この構成に限定するものではなく、内側のヒーターの厚さを高くしても良い。例えば、本実施形態のバレル１１２ｂでは、連通孔１１５側のヒーター８５の厚さを、外側のヒーター８２よりも厚くしている。これにより、ヒーター８５から引き出される配線７２と、ヒーター８２から引き出される配線７１とを、Ｘマイナス方向に重ねて引き出すことができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0083】
図１５に示すように、本実施形態のバレル１１２ｂでは、連通孔１１５側のヒーター８５の厚さを、外側のヒーター８２よりも厚くしている。詳しくは、ヒーター８５の厚さは、第３部分１２の底面１２ａよりも高くなっている。
また、図１５では、ヒーター８２，８５と電気的に接続する配線７１，７２を図示している。配線７１は、ヒーター８２からＸマイナス方向に引き出されている。第３部分１２の底面１２ａには、配線７１を通す溝１７が形成されている。
また、図１５では、ヒーター８２，８５と電気的に接続する配線７１，７２を図示している。配線７１は、ヒーター８２からＸマイナス方向に引き出されている。第３部分１２の底面１２ａには、配線７１を通す溝１７が形成されている。
【0084】
そして、配線７２は、ヒーター８５からＸマイナス方向に引き出されている。配線７２は、ヒーター８２と重なり、それから配線７１と重なって延在する。
図１６に示すように、配線７２のヒーター８２と重なる部分は、耐熱チューブ７３で全周被覆されている。これにより、ヒーター８２の熱による配線７２のダメージを抑制している。なお、ヒーター８５の厚さを厚くする構成に限定するものではなく、配線７２の高さが相対的に高くなれば良く、例えば、ヒーター８５の厚さをヒーター８２と同じとして、ヒーター８５を入れる第１溝１３ａの深さを浅くすることにより、ヒーター８５を底面１２ａから突出させても良い。または、ヒーター８５の厚さをヒーター８２と同じとして、ヒーター８５を底面１２ａに対して傾けてセットすることにより、配線７２の引き出し側の高さをヒーター８２よりも高くすることでも良い。
図１６に示すように、配線７２のヒーター８２と重なる部分は、耐熱チューブ７３で全周被覆されている。これにより、ヒーター８２の熱による配線７２のダメージを抑制している。なお、ヒーター８５の厚さを厚くする構成に限定するものではなく、配線７２の高さが相対的に高くなれば良く、例えば、ヒーター８５の厚さをヒーター８２と同じとして、ヒーター８５を入れる第１溝１３ａの深さを浅くすることにより、ヒーター８５を底面１２ａから突出させても良い。または、ヒーター８５の厚さをヒーター８２と同じとして、ヒーター８５を底面１２ａに対して傾けてセットすることにより、配線７２の引き出し側の高さをヒーター８２よりも高くすることでも良い。
【0085】
換言すれば、加熱部としてのヒーター８５，８２は、バレル１１２ｂ内に配置されており、第１加熱部としてのヒーター８２よりも連通孔１１５の近くに配置された第２加熱部としてのヒーター８５を備え、ヒーター８５とヒーター８２とは、各々個別に制御され、駆動軸１１９が延びる方向におけるヒーター８５の厚さは、ヒーター８２の厚さよりも厚い。また、ヒーター８５及びヒーター８２は、駆動軸１１９が延びる方向から見たときに、連通孔１１５を取り囲む形状を有し、例えば、環状又は多角形状に配置される。
【0086】
以上、述べた通り、本実施形態の材料吐出装置１１０によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
材料吐出装置１１０によれば、加熱部としてのヒーター８５，８２は、バレル１１２ｂ内に配置されており、第１加熱部としてのヒーター８２よりも連通孔１１５の近くに配置された第２加熱部としてのヒーター８５を備え、ヒーター８５とヒーター８２とは、各々個別に制御され、駆動軸１１９が延びる方向におけるヒーター８５の厚さは、ヒーター８２の厚さよりも厚い。
材料吐出装置１１０によれば、加熱部としてのヒーター８５，８２は、バレル１１２ｂ内に配置されており、第１加熱部としてのヒーター８２よりも連通孔１１５の近くに配置された第２加熱部としてのヒーター８５を備え、ヒーター８５とヒーター８２とは、各々個別に制御され、駆動軸１１９が延びる方向におけるヒーター８５の厚さは、ヒーター８２の厚さよりも厚い。
【0087】
従来におけるヒーター配線の処理方法としては、例えば、ヒーター８５の配線７２を第４部分２２側に引き出す方法があった。具体的には、第４部分２２に貫通孔を設け、当該貫通孔に配線７２を通して、第４部分２２の下側（Ｙマイナス側）から配線７２を引き出して端部に接続コネクターを取り付けて、制御部１９０と接続していた。ヒーター８２の配線７１も同様である。この従来の方法では、メンテナンスでヒーター８５を取り外す際に、接続コネクターが貫通穴に引っ掛かってしまい取り外しが煩わしかった。
これに対して、本実施形態によれば、ヒーター８５から引き出される配線７２と、ヒーター８２から引き出される配線７１とを、Ｘマイナス方向に重ねた構成とできる。
よって、第３部分１２からヒーター８５と配線７２のセットと、ヒーター８２と配線７１のセットとを容易に取り外すことができるため、メンテナンス性が良い。
従って、メンテナンス性が良く、安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を提供することができる。
これに対して、本実施形態によれば、ヒーター８５から引き出される配線７２と、ヒーター８２から引き出される配線７１とを、Ｘマイナス方向に重ねた構成とできる。
よって、第３部分１２からヒーター８５と配線７２のセットと、ヒーター８２と配線７１のセットとを容易に取り外すことができるため、メンテナンス性が良い。
従って、メンテナンス性が良く、安定して可塑化材料の供給が可能な材料吐出装置１１０を提供することができる。
【0088】
また、ヒーター８５及びヒーター８２は、駆動軸１１９が延びる方向から見たときに、連通孔１１５を取り囲む形状を有し、例えば、環状又は多角形状に配置される。
これによれば、対向面２１２を有する第３部分１２を万遍に加熱することができる。さらに、ヒーター８５と配線７２のセットは、ヒーター８２と配線７１のセットの上に重なる構成となっているため、取り外しが容易であり、メンテナンス性が良い。
これによれば、対向面２１２を有する第３部分１２を万遍に加熱することができる。さらに、ヒーター８５と配線７２のセットは、ヒーター８２と配線７１のセットの上に重なる構成となっているため、取り外しが容易であり、メンテナンス性が良い。
【0089】
実施形態３
＊＊＊三次元造形装置＊＊＊
図１７は、実施形態３に係る三次元造形装置の概略構成図である。
上記各実施形態の材料吐出装置１１０は、三次元造形装置にも適用することができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊三次元造形装置＊＊＊
図１７は、実施形態３に係る三次元造形装置の概略構成図である。
上記各実施形態の材料吐出装置１１０は、三次元造形装置にも適用することができる。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0090】
図１７に示す、本実施形態の三次元造形装置３００は、可塑化材料からなる造形材料を生成して吐出する材料吐出装置１１０と、造形材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０と、ノズル１１４とステージ２１０との相対位置を変更する位置変更部２３０と、位置変更部２３０を制御する制御部１９１などから構成される。
【0091】
ステージ２１０は、ノズル１１４に対向する位置に配置されている。本実施形態では、ノズル１１４に対向するステージ２１０の造形面２１５は、Ｘ，Ｙ方向、すなわち水平方向に平行となるように配置される。三次元造形装置３００は、三次元造形時において、ノズル１１４の先端からステージ２１０の造形面２１５に向けて造形材料を吐出させて層を積層することによって三次元造形物を造形する。
ステージ２１０には、加熱部としてステージヒーター２１３が備えられている。ステージヒーター２１３は、ステージ２１０上に吐出された造形材料の温度が急激に低下することを抑制する。
ステージ２１０には、加熱部としてステージヒーター２１３が備えられている。ステージヒーター２１３は、ステージ２１０上に吐出された造形材料の温度が急激に低下することを抑制する。
【0092】
位置変更部２３０は、ノズル１１４とステージ２１０との相対位置を変化させる。本実施形態では、ノズル１１４の位置が固定されており、位置変更部２３０は、ステージ２１０を移動させる。位置変更部２３０は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ２１０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る。位置変更部２３０は、制御部１９１の制御下において、ノズル１１４とステージ２１０との相対的な位置関係を変更する。なお、ノズル１１４の移動とは、ノズル１１４をステージ２１０に対して相対的に移動させることを意味する。
【0093】
なお、位置変更部２３０によってステージ２１０を移動させる構成の代わりに、ステージ２１０の位置が固定された状態で、位置変更部２３０がステージ２１０に対してノズル１１４を移動させる構成であっても良い。
または、位置変更部２３０によってステージ２１０をＺ方向に移動させ、ノズル１１４をＸ，Ｙ方向に移動させる構成や、位置変更部２３０によってステージ２１０をＸ，Ｙ方向に移動させ、ノズル１１４をＺ方向に移動させる構成が採用されても良い。これらの構成であっても、ノズル１１４とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。
または、位置変更部２３０によってステージ２１０をＺ方向に移動させ、ノズル１１４をＸ，Ｙ方向に移動させる構成や、位置変更部２３０によってステージ２１０をＸ，Ｙ方向に移動させ、ノズル１１４をＺ方向に移動させる構成が採用されても良い。これらの構成であっても、ノズル１１４とステージ２１０との相対的な位置関係が変更可能である。
【0094】
以上、述べた通り、本実施形態の三次元造形装置３００によれば、以下の効果を得ることができる。
三次元造形装置３００は、材料吐出装置１１０と、材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０とを備える。
これによれば、三次元造形装置３００は、材料吐出装置１１０を備えているため、安定供給される均一な可塑化状態の材料を用いて、効率良く３Ｄ造形を行うことができる。従って、造形効率が高く安定性に優れた三次元造形装置３００を提供することができる。
三次元造形装置３００は、材料吐出装置１１０と、材料が積層される造形面２１５を有するステージ２１０とを備える。
これによれば、三次元造形装置３００は、材料吐出装置１１０を備えているため、安定供給される均一な可塑化状態の材料を用いて、効率良く３Ｄ造形を行うことができる。従って、造形効率が高く安定性に優れた三次元造形装置３００を提供することができる。
【0095】
＊＊＊変形例、センサーの異なる態様＊＊＊
図１８は、変形例に係る圧力センサーの異なる配置態様図であり、図１１に対応している。
上記実施形態では、測定部は、流路壁を介して流路内の材料の温度又は圧力を測定していたが、この構成に限定するものではない。例えば、図１８に示すように、流路１１６を構成する管状部５１に貫通孔３２を形成し、貫通孔３２内に取付け部材３３を挿入する構成としても良い。取付け部材３３における流路１１６の反対側には、圧力センサー１０が設けられており、取付け部材３３を介して流路１１６内の圧力を測定する。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
図１８は、変形例に係る圧力センサーの異なる配置態様図であり、図１１に対応している。
上記実施形態では、測定部は、流路壁を介して流路内の材料の温度又は圧力を測定していたが、この構成に限定するものではない。例えば、図１８に示すように、流路１１６を構成する管状部５１に貫通孔３２を形成し、貫通孔３２内に取付け部材３３を挿入する構成としても良い。取付け部材３３における流路１１６の反対側には、圧力センサー１０が設けられており、取付け部材３３を介して流路１１６内の圧力を測定する。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0096】
取付け部材３３は、好適例では、管状部５１と同じ材質としている。金属製であることが好ましい。取付け部材３３を貫通孔３２に挿入した後に、取付け部材３３の背面に圧力センサー１０を取付けても良いし、圧力センサー１０を備えた取付け部材３３を貫通孔３２に挿入しても良い。
これによれば、例えば、流路壁が厚い場合、流路壁よりも薄い取付け部材３３を貫通孔３２内に挿入することにより、流路１１６により近い位置で圧力測定することができる。よって、より正確に材料の状態を把握することができる。換言すれば、流路壁の厚みに関わらず、流路内の圧力を測定することができる。
なお、図１８では、圧力センサー１０に適用した事例を説明したが、取付け部材３３を用いる構成を温度センサー３０に適用しても良い。温度センサーに適用する場合は、熱電対センサーを用いることが好ましい。これらの場合も、上記と同様の作用効果を得ることができる。
これによれば、例えば、流路壁が厚い場合、流路壁よりも薄い取付け部材３３を貫通孔３２内に挿入することにより、流路１１６により近い位置で圧力測定することができる。よって、より正確に材料の状態を把握することができる。換言すれば、流路壁の厚みに関わらず、流路内の圧力を測定することができる。
なお、図１８では、圧力センサー１０に適用した事例を説明したが、取付け部材３３を用いる構成を温度センサー３０に適用しても良い。温度センサーに適用する場合は、熱電対センサーを用いることが好ましい。これらの場合も、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0097】
１…基板、２…第１電極、３…圧電素子、４…第２電極、５…パッケージ、６…絶縁層、７…絶縁層、１０…圧力センサー、１０ａ…圧力センサー、１０ｂ…圧力センサー、１１…第１部分、１１ａ…キャビティ、１１ｂ…底面、１２…第３部分、１２ａ…底面、１２ｂ…キャビティ、１３ａ…第１溝、１３ｂ…第２溝、１７…溝、２１…第２部分、２１ｂ…貫通穴、２２…第４部分、２２ｂ…凸部、３０…温度センサー、３０ａ…回折格子、４０…チェックバルブ抑え部、５１…管状部、５４…接続部、５５…円筒部、６０…中心線、６６…絶縁層、７０…ホッパー、７１，７２…配線、７３…耐熱チューブ、７５…本体部、７６…キャップ部材、８１，８２，８３，８５…ヒーター、９０…吸引送出部、９１…表、１００…可塑化装置、１０１…収容部、１１０…材料吐出装置、１１１…スクリュー、１１２…バレル、１１２ｂ…バレル、１１４…ノズル、１１５…連通孔、１１６…流路、１１７…分岐流路、１１８…駆動モーター、１１９…駆動軸、１２０…流路、１２１…シリンダー、１２２…プランジャー、１２３…プランジャー駆動部、１２４…逆止弁、１３０…型締装置、１３１…型駆動部、１３２…ボールネジ、１３４…リング部、１３５…ブラシ部、１３５ａ…支持部、１３６…配線、１３８…スリップリング部、１４１…固定型支持部、１４２…可動型支持部、１６０…成形型、１６１…固定型、１６２…可動型、１９０…制御部、１９１…制御部、２００…射出成型装置、２０１…溝形成面、２０２…溝、２０３…材料投入口、２０４…凸条部、２０５…中央部、２１０…ステージ、２１１…案内溝、２１２…対向面、２１３…ステージヒーター、２１５…造形面、２３０…位置変更部、３００…三次元造形装置。
【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】
【図18】