特許 7524647 材料送出装置、三次元造形装置、及び、射出成形装置

(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】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】材料送出装置、三次元造形装置、及び、射出成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/42 20060101AFI20240723BHJP

   B29C 45/54 20060101ALI20240723BHJP

   B29C 48/47 20190101ALI20240723BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20240723BHJP

   B29C 64/205 20170101ALI20240723BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

B29B7/42

B29C45/54

B29C48/47

B29C64/118

B29C64/205

B33Y30/00

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020124262

(22)【出願日】2020-07-21

(65)【公開番号】P2022020960

(43)【公開日】2022-02-02

【審査請求日】2023-05-16

(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】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】丸山 英伸

(72)【発明者】

【氏名】宮下 大地

(72)【発明者】

【氏名】田中 泰幸

【審査官】隅川 佳星

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－２５９９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０３１７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４１０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７５３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００３／０１６０２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／２１０１８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０１０２３２９４（ＣＮ，Ｙ）

【文献】中国実用新案第２０３８３１７７６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１０３１５７４５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ ７／４２

Ｂ２９Ｃ ４５／００ － ４５／８４

４８／００ － ４８／９６

Ｂ２９Ｃ ６４／００ － ６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００ － ９９／００

Ｇ０１Ｌ ７／００ － ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリューを有し、前記スクリューの回転によって材料を可塑化して可塑化材料を生成
する可塑化部と、
前記可塑化材料を外部に送出するノズルと、
前記ノズルに連通し、前記可塑化材料が流れる連通流路と、
前記連通流路に接続される第１シリンダー、前記第１シリンダー内に挿入されるロッド
、及び、前記ロッドを介して前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を検出する圧力セン
サーを有する圧力検出部と、を備え、
前記ロッドは、前記ロッドの長手方向において、前記連通流路に面する第１端面、及び
、前記第１端面と反対側の第２端面を有し、前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を前
記第１端面で受けて、前記第２端面を介して前記圧力センサーに前記圧力を伝達し、
前記ロッドの側面に設けられた第１係合部、及び、前記第１係合部に係合する第２係合
部を有し、前記第１係合部と前記第２係合部との係合によって、前記ロッドが前記ロッド
の長手方向に沿った中心軸を中心に回転することを規制する回転規制機構を更に備え、
前記第１端面は、前記連通流路の前記第１シリンダーが接続された内壁面に沿った形状
を有する、
材料送出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の材料送出装置であって、
前記連通流路は、前記連通流路に沿って見たときに円形状を有し、前記第１端面は、前
記連通流路に沿って見たときに前記連通流路の円周の一部と対応する円弧形状を有する、
材料送出装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の材料送出装置であって、
前記第１端面に前記圧力がかかっていない状態において、前記第１端面と前記内壁面と
は同一面上に位置している、
材料送出装置。

【請求項4】

スクリューを有し、前記スクリューの回転によって材料を可塑化して可塑化材料を生成
する可塑化部と、
前記可塑化材料を外部に送出するノズルと、
前記ノズルに連通し、前記可塑化材料が流れる連通流路と、
前記連通流路に接続される第１シリンダー、前記第１シリンダー内に挿入されるロッド
、及び、前記ロッドを介して前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を検出する圧力セン
サーを有する圧力検出部と、を備え、
前記ロッドは、前記ロッドの長手方向において、前記連通流路に面する第１端面、及び
、前記第１端面と反対側の第２端面を有し、前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を前
記第１端面で受けて、前記第２端面を介して前記圧力センサーに前記圧力を伝達し、
前記ロッドの側面に設けられた第１係合部、及び、前記第１係合部に係合する第２係合
部を有し、前記第１係合部と前記第２係合部との係合によって、前記ロッドが前記ロッド
の長手方向に沿った中心軸を中心に回転することを規制する回転規制機構を更に備え、
前記スクリューは、溝が形成された溝形成面を有し、
前記可塑化部は、前記溝形成面に対向する対向面を有するバレルを有し、
前記バレルには、前記連通流路の少なくとも一部を形成する連通孔が設けられ、
前記第１シリンダーは、前記連通孔に接続されている、
材料送出装置。

【請求項5】

請求項４に記載の材料送出装置であって、
前記可塑化部は、
前記溝形成面に沿った方向において、前記連通孔よりも前記バレルの外周部に近い領
域を冷却する冷却部と、
前記バレルと前記スクリューとの間に供給された材料を加熱する加熱部と、を有し、
前記圧力センサーは、前記加熱部よりも前記冷却部に近い位置に配置される、
材料送出装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の材料送出装置であって、
前記回転規制機構は、前記長手方向において、前記第２端面よりも前記第１端面に近い
位置に設けられている、
材料送出装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の材料送出装置であって、
前記第１係合部は、前記ロッドから前記長手方向と交差する方向に突出する凸部を有し
、
前記第２係合部は、前記長手方向において前記圧力センサーに向かって開口する凹部を
有し、
前記凸部が前記凹部に嵌合することによって、前記第１係合部と前記第２係合部とが係
合する、
材料送出装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の材料送出装置であって、
前記長手方向において、前記第１シリンダーと前記圧力センサーとの間に、前記ロッド
を支持する支持部を備え、
前記第２係合部は、前記支持部に設けられている、
材料送出装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の材料送出装置であって、
前記第２係合部は、前記第１シリンダーに設けられている、
材料送出装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の材料送出装置と、
前記ノズルから送出される前記可塑化材料を堆積するステージと、を備える、三次元造
形装置。

【請求項11】

スクリューを有し、前記スクリューの回転によって材料を可塑化して可塑化材料を生成
する可塑化部と、
前記可塑化材料を外部に送出するノズルと、
前記ノズルに連通し、前記可塑化材料が流れる連通流路と、
前記連通流路に接続される第１シリンダー、前記第１シリンダー内に挿入されるロッド
、及び、前記ロッドを介して前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を検出する圧力セン
サーを有する圧力検出部と、
前記連通流路に接続される第２シリンダー、及び、前記第２シリンダー内を移動するプ
ランジャーを有し、前記第２シリンダー内に前記可塑化材料を計量し、計量した前記可塑
化材料を前記ノズルに向かって送出する射出制御部と、を備え、
前記ロッドは、前記ロッドの長手方向において、前記連通流路に面する第１端面、及び
、前記第１端面と反対側の第２端面を有し、前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を前
記第１端面で受けて、前記第２端面を介して前記圧力センサーに前記圧力を伝達し、
前記ロッドの側面に設けられた第１係合部、及び、前記第１係合部に係合する第２係合
部を有し、前記第１係合部と前記第２係合部との係合によって、前記ロッドが前記ロッド
の長手方向に沿った中心軸を中心に回転することを規制する回転規制機構を更に備える、
射出成形装置。

【請求項12】

請求項１から９のいずれか一項に記載の材料送出装置と、
前記ノズルから前記可塑化材料が送出される成形型の開閉を行う型締め装置と、を備え
る、
射出成形装置。

【請求項13】

請求項１１に記載の射出成形装置であって、
前記第２シリンダーは、前記連通流路において、前記連通流路と前記第１シリンダーと
の接続部よりも上流に接続されている、
射出成形装置。

【請求項14】

請求項１１に記載の射出成形装置であって、
前記第２シリンダーは、前記連通流路において、前記連通流路と前記第１シリンダーと
の接続部よりも下流に接続されている、
射出成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、材料送出装置、三次元造形装置、及び、射出成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形装置に関して、特許文献１には、プランジャーによって金型に注入される注入樹脂の圧力を圧力検出手段によって検出し、検出した圧力に基づいてプランジャーの位置をフィードバック制御することで、注入樹脂の圧力を制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０６－１９８６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のように、装置の流路等における樹脂の圧力に基づいて、プランジャー等の機構を制御することで、樹脂の注入不足等による成形不良を抑制できる。ここで、例えば、圧力の検出位置の近くに熱源が設けられている場合等に、検出位置から離れた位置に圧力センサーを配置し、検出位置と圧力センサーとの間に配置されたロッドを介して、樹脂の圧力を測定する場合がある。しかしながら、この場合、圧力検出中に、ロッドが長手方向の軸を中心に回転し、ロッドの先端の形状によっては、検出位置における樹脂の流れを阻害する可能性があった。このような課題は、射出成形装置に限らず、上述したような圧力センサーを備える材料送出装置や、三次元造形装置等にも共通する課題である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の形態によれば、材料送出装置が提供される。この材料送出装置は、スクリューを有し、前記スクリューの回転によって材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を外部に送出するノズルと、前記スクリューと前記ノズルとの間に設けられ、前記可塑化材料が流れる連通流路と、前記連通流路に接続される第１シリンダー、前記第１シリンダー内に挿入されるロッド、及び、前記連通流路から前記ロッドを隔てて配置される圧力センサーを有する圧力検出部と、を備え、前記ロッドは、前記ロッドの長手方向において、前記連通流路に面する第１端面、及び、前記第１端面と反対側の第２端面を有し、前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を前記第１端面で受けて、前記第２端面を介して前記圧力センサーに前記圧力を伝達し、前記ロッドの側面に設けられた第１係合部、及び、前記第１係合部に係合する第２係合部を有し、前記第１係合部と前記第２係合部との係合によって、前記ロッドが前記ロッドの長手方向に沿った中心軸を中心に回転することを規制する回転規制機構を更に備える。

【0006】

本開示の第２の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、上記第１の形態の材料送出装置と、前記ノズルから送出される前記可塑化材料を堆積するステージと、を備える。

【0007】

本開示の第３の形態によれば、射出成形装置が提供される。この射出成形装置は、上記第１の形態の材料送出装置と、前記連通流路に接続される第２シリンダー、及び、前記第２シリンダー内を移動するプランジャーを有し、前記第２シリンダー内に前記可塑化材料を計量し、計量した前記可塑化材料を前記ノズルに向かって送出する射出制御部と、前記ノズルから前記可塑化材料を送出される成形型と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の射出成形装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態の射出成形装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】スクリューの溝形成面側の構成を示す斜視図である。

【図4】バレルの対向面側の構成を示す説明図である。

【図5】第１実施形態における圧力検出部の概略構成を示す図である。

【図6】第１実施形態における回転規制機構の構成を示す斜視図である。

【図7】連通孔の平面図である。

【図8】ロッドの回転を説明する図である。

【図9】第２実施形態における圧力検出部の概略構成を示す図である。

【図10】第２実施形態における回転規制機構の構成を示す斜視図である。

【図11】第３実施形態における圧力検出部の概略構成を示す図である。

【図12】第４実施形態における圧力検出部の概略構成を示す図である。

【図13】第５実施形態としての三次元造形装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態における射出成形装置１００の概略構成を示す図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを両方含む。Ｘ軸およびＹ軸は、水平面に沿った軸であり、Ｚ軸は、鉛直線に沿った軸である。他の図においても、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が、適宜、表されている。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。

【0010】

射出成形装置１００は、射出ユニット１０５と、材料供給部１１０と、型部２６０と、型締装置２７０と、制御部５００とを備えている。射出成形装置１００は、射出ユニット１０５によって、材料供給部１１０から供給される材料を可塑化して可塑化材料を生成し、可塑化材料を型部２６０へと射出して成形品を成形する。

【0011】

図２は、射出成形装置１００の概略構成を示す断面図である。図２には、射出成形装置１００の、射出ユニット１０５と、型部２６０と、型締装置２７０と、制御部５００とが、示されている。射出ユニット１０５は、材料送出装置１１５と、射出制御部２５０とを備えている。材料送出装置１１５は、可塑化部１２０と、ノズル１５６と、圧力検出部２００とを備えている。

【0012】

図１に示した材料供給部１１０は、図２に示した可塑化部１２０に連通している。材料供給部１１０は、材料送出装置１１５の可塑化部１２０に材料を供給する。本実施形態では、材料供給部１１０は、ホッパーによって構成されている。材料供給部１１０には、ペレットや粉末等の状態の材料が収容される。本実施形態では、材料供給部１１０には、材料として、ペレット状に形成されたＡＢＳ樹脂が貯留されている。

【0013】

図２に示すように、可塑化部１２０は、スクリューケース１２１と、駆動モーター１２２と、スクリュー１３０と、バレル１４０と、逆止弁１４９と、冷却部１６０と、加熱部１７０とを備えている。可塑化部１２０は、材料供給部１１０から供給された材料の少なくとも一部を可塑化し、流動性を有するペースト状の可塑化材料を生成して射出制御部２５０へと導く。「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。「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。なお、本実施形態のスクリュー１３０のことを、「フラットスクリュー」や「スクロール」と呼ぶこともある。

【0014】

スクリュー１３０は、そのスクリュー中心軸ＡＸに沿った方向の寸法が直径よりも小さい略円柱形状を有している。スクリュー１３０は、スクリューケース１２１とバレル１４０とによって囲まれた空間に収容されている。スクリュー１３０は、バレル１４０に対向する面に、溝部１３５が設けられた溝形成面１３２を有している。具体的には、スクリュー１３０の溝形成面１３２は、バレル１４０の対向面１４２と対向する。溝形成面１３２には、曲線状の凸条部１３６が形成されている。なお、スクリュー中心軸ＡＸを、スクリュー１３０の回転軸と呼ぶこともある。図２において、スクリュー中心軸ＡＸは一点鎖線で示されている。

【0015】

スクリュー１３０の、溝形成面１３２とは反対側の面には、駆動モーター１２２が接続されている。スクリュー１３０は、駆動モーター１２２が発生させるトルクによって、回転軸であるスクリュー中心軸ＡＸを中心に回転する。駆動モーター１２２は、制御部５００の制御下で駆動される。なお、駆動モーター１２２は、直接、スクリュー１３０と接続されていなくてもよい。例えば、スクリュー１３０と駆動モーター１２２とは、減速機を介して接続されていてもよい。この場合、例えば、遊星歯車機構を有する減速機の遊星ギアに駆動モーター１２２が接続され、太陽ギアにスクリュー１３０が接続されていてもよい。

【0016】

図３は、スクリュー１３０の溝形成面１３２側の構成を示す斜視図である。図３には、スクリュー１３０のスクリュー中心軸ＡＸの位置が一点鎖線で示されている。上述したように、溝形成面１３２には、溝部１３５が設けられている。

【0017】

スクリュー１３０の溝部１３５は、いわゆるスクロール溝を構成する。溝部１３５は、中央部１３７から、スクリュー１３０の外周に向かって弧を描くように渦状に延びている。溝部１３５は、インボリュート曲線状や、螺旋状に延びるように構成されてもよい。溝形成面１３２には、溝部１３５の側壁部を構成し、各溝部１３５に沿って延びている凸条部１３６が設けられている。溝部１３５は、スクリュー１３０のスクリュー側面１３３に設けられた材料導入口１３４まで連続している。この材料導入口１３４は、溝部１３５に材料を受け入れる部分である。材料供給部１１０から供給された材料は、材料導入口１３４を介して、スクリュー１３０とバレル１４０との間に供給される。

【0018】

スクリュー１３０の溝形成面１３２の中央部１３７は、溝部１３５の一端が接続されている窪みとして構成されている。中央部１３７は、図２に示すように、後述する、バレル１４０の対向面１４２に設けられた連通孔１４６に対向する。中央部１３７は、スクリュー中心軸ＡＸと交差する。

【0019】

本実施形態のスクリュー１３０は、中央部１３７に、連通孔１４６に向けて突出する滞留抑制部１３８を備えている。本実施形態では、滞留抑制部１３８は、略円錐状の形状を有しており、滞留抑制部１３８の中心軸は、スクリュー１３０のスクリュー中心軸ＡＸと略一致する。滞留抑制部１３８の先端は、対向面１４２の連通孔１４６の開口端よりも、連通孔１４６の内部に配置されている。滞留抑制部１３８によって中央部１３７内の可塑化材料は、効率よく連通孔１４６へと導かれるため、中央部１３７における可塑化材料の滞留が防止される。

【0020】

図３には、３つの溝部１３５と、３つの凸条部１３６と、を有するスクリュー１３０の例が示されている。スクリュー１３０に設けられる溝部１３５や凸条部１３６の数は、３つには限定されない。スクリュー１３０には、１つの溝部１３５のみが設けられていてもよいし、２以上の複数の溝部１３５が設けられていてもよい。また、溝部１３５の数に合わせて任意の数の凸条部１３６が設けられてもよい。

【0021】

図３には、材料導入口１３４が３箇所に形成されているスクリュー１３０の例が図示されている。スクリュー１３０に設けられる材料導入口１３４の数は、３箇所に限定されない。スクリュー１３０には、材料導入口１３４が１箇所にのみ設けられていてもよいし、２箇所以上の複数の箇所に設けられていてもよい。

【0022】

図４は、バレル１４０の対向面１４２側の構成を示す説明図である。上述したように、対向面１４２は、スクリュー１３０の溝形成面１３２に対向する面である。対向面１４２の中央には、図２に示したノズル１５６に連通する連通孔１４６が設けられている。連通孔１４６は、連通流路１８０の少なくとも一部を形成する。連通流路１８０は、スクリュー１３０とノズル１５６との間に設けられる流路である。連通流路１８０はノズル１５６と連通する。可塑化部１２０によって生成された可塑化材料は、連通流路１８０内を流れ、ノズル１５６へと供給される。なお、本実施形態では、連通孔１４６は、連通流路１８０の全部を形成している。

【0023】

対向面１４２における連通孔１４６の周りには、複数の案内溝１４４が設けられている。それぞれの案内溝１４４は、一端が連通孔１４６に接続され、連通孔１４６から渦状に延びている。それぞれの案内溝１４４は、可塑化材料を連通孔１４６に導く機能を有している。なお、バレル１４０に案内溝１４４が形成されていなくてもよい。

【0024】

加熱部１７０は、スクリュー１３０とバレル１４０との間に供給された材料を加熱する。加熱部１７０は、バレル１４０に設けられている。本実施形態では、加熱部１７０は、バレル１４０に埋設され、Ｘ方向を長手方向として配置された２本の棒状のヒーターによって構成されている。加熱部１７０の出力は、制御部５００によって制御される。なお、他の実施形態では、加熱部１７０は、例えば、バレル１４０に埋設されることなくバレル１４０に接して設けられていてもよいし、スクリュー１３０に設けられていてもよい。

【0025】

図２に示すように、冷却部１６０は、溝形成面に沿ったＸ方向およびＺ方向において、可塑化部１２０の、連通孔１４６よりもバレル１４０の外周部に近い領域を冷却する。本実施形態の冷却部１６０は、流路溝１２９と冷却板１６５とによって画定される冷媒流路によって構成されている。流路溝１２９は、スクリュー１３０の円周方向に沿って、スクリューケース１２１の＋Ｙ方向の面に開口して設けられた溝である。冷却板１６５は、スクリューケース１２１とバレル１４０との間に配置される平板状の部材である。具体的には、冷却板１６５は、流路溝１２９を＋Ｙ方向から封止するように、ボルトによって、スクリューケース１２１に固定されている。冷却部１６０は、例えば、図示しないポンプ等によって、冷媒流路内に水等の冷媒を流通させ、可塑化部１２０を冷却する。なお、冷却部１６０は、冷媒を冷却するための冷凍機や、冷媒を冷媒流路内で循環させるための循環装置等を備えていてもよい。また、他の実施形態では、冷却部１６０は、例えば、スクリュー１３０やバレル１４０内に設けられた冷媒流路等として形成されていてもよい。冷却部１６０における冷媒の流通は制御部５００によって制御される。制御部５００は、例えば、上述したポンプや、冷凍機、循環装置等の駆動を制御することによって、冷却部１６０における冷媒の流通を制御する。

【0026】

可塑化部１２０は、上述したスクリュー１３０、バレル１４０および加熱部１７０によって、スクリュー１３０とバレル１４０との間に供給された材料を連通孔１４６に向かって搬送しながら加熱して可塑化材料を生成し、生成した可塑化材料を、連通孔１４６を介してノズル１５６へと供給する。具体的には、可塑化部１２０によって可塑化された可塑化材料は、射出制御部２５０によって計量され、ノズル１５６へと供給される。

【0027】

逆止弁１４９は、連通孔１４６内に設けられている。逆止弁１４９は、連通孔１４６からスクリュー１３０の中央部１３７や溝部１３５への、可塑化材料の逆流を抑制する。

【0028】

圧力検出部２００は、第１シリンダー２１０と、ロッド２０１と、センサー部２２０と、センサーケース２２５と、支持部２３０とを備えている。第１シリンダー２１０は、連通流路１８０に接続されている。すなわち、本実施形態では、第１シリンダー２１０は、連通孔１４６に接続されている。ロッド２０１は、第１シリンダー２１０内に挿入されている。圧力検出部２００は、ロッド２０１を介して、センサー部２２０によって、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力を検出する。なお、センサー部２２０によって検出された圧力は、図示しない配線を介して、電気信号として制御部５００へと送られる。圧力検出部２００の構成の詳細については、後述する。

【0029】

射出制御部２５０は、第２シリンダー２５１と、プランジャー２５２と、プランジャー駆動部２５３とを、備えている。第２シリンダー２５１は、連通流路１８０に接続されている。すなわち、本実施形態では、第２シリンダー２５１は、連通孔１４６に接続されている。本実施形態の第２シリンダー２５１は、連通流路１８０において、連通流路１８０と第１シリンダー２１０との接続部よりも上流に接続されている。従って、本実施形態では、第１シリンダー２１０およびロッド２０１は、連通流路１８０において、連通流路１８０と第２シリンダー２５１との接続部よりも下流に位置している。プランジャー２５２は、第２シリンダー２５１の内部を移動する。プランジャー２５２は、モーターやギア等によって構成されたプランジャー駆動部２５３により駆動される。プランジャー駆動部２５３は、制御部５００によって制御される。

【0030】

射出制御部２５０は、制御部５００の制御下で、プランジャー２５２を第２シリンダー２５１内で摺動させることによって、計量操作と射出操作とを実行する。計量操作とは、連通流路１８０から離れる－Ｘ方向にプランジャー２５２を移動させることによって、連通流路１８０内の可塑化材料を第２シリンダー２５１内へと導いて、第２シリンダー２５１内に可塑化材料を計量する操作を指す。射出操作とは、連通流路１８０へ近付く＋Ｘ方向にプランジャー２５２を移動させることによって、第２シリンダー２５１内の可塑化材料を、ノズル１５６を介して成形型に射出する操作を指す。なお、連通流路１８０から離れる方向にプランジャー２５２が移動することを、「プランジャー２５２の後退」と呼ぶこともある。また、連通流路１８０へ近付く方向にプランジャー２５２が移動することを、「プランジャー２５２の前進」と呼ぶこともある。

【0031】

ノズル１５６は、上述したように、連通流路１８０と連通している。材料送出装置１１５は、ノズル１５６を介して、可塑化部１２０によって可塑化された可塑化材料を、材料送出装置１１５外へと送出する。本実施形態では、上述した射出制御部２５０による計量操作と射出操作とが実行されることで、第２シリンダー２５１内で計量された可塑化材料が、射出制御部２５０から連通孔１４６を介してノズル１５６へと送られ、ノズル１５６から型部２６０へと射出される。

【0032】

型部２６０は、成形型２６１を有している。ノズル１５６へと送られた可塑化材料は、ノズル１５６から成形型２６１のキャビティーＣｖへと射出される。具体的には、成形型２６１は、互いに対面する可動型２６２および固定型２６３を有し、両者の間にキャビティーＣｖを有している。キャビティーＣｖは、成形品の形状に相当する空間である。本実施形態では、可動型２６２および固定型２６３は、金属材料によって形成されている。尚、可動型２６２および固定型２６３は、セラミックス材料や樹脂材料によって形成されてもよい。

【0033】

型締装置２７０は、型駆動部２７１と、ボールネジ部２７２とを備えている。型駆動部２７１は、モーターやギア等によって構成され、ボールネジ部２７２を介して可動型２６２に接続されている。型駆動部２７１の駆動は、制御部５００によって制御される。ボールネジ部２７２は、型駆動部２７１の駆動による動力を可動型２６２に伝達する。型締装置２７０は、制御部５００の制御下で、型駆動部２７１およびボールネジ部２７２によって可動型２６２を移動させることによって、型部２６０の開閉を行う。

【0034】

制御部５００は、射出ユニット１０５や型締装置２７０の制御を行う装置である。制御部５００は、例えば、１以上のプロセッサーと主記憶装置と入出力インターフェースとを備えるコンピューターや、複数の回路の組み合わせによって構成される。

【0035】

制御部５００は、上述した射出ユニット１０５と、型締装置２７０とを、制御することによって、成形品を成形するための射出成形処理を実行する。制御部５００は、射出成形処理において、上述した圧力検出部２００によって検出された連通流路１８０内の可塑化材料の圧力に基づいて、射出制御部２５０や型締装置２７０等を制御できる。連通流路１８０内の可塑化材料の圧力は、例えば、可塑化部１２０によって生成される可塑化材料の量や状態の変化によって変化する。また、型部２６０のキャビティーＣｖの形状によって変化する場合もある。例えば、型部２６０へ射出された可塑化材料がキャビティーＣｖの小さい流路断面積を有する部分を通る場合、可塑化材料がキャビティーＣｖの大きい流路断面積を有する部分を通る場合と比べ、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力は大きくなる。

【0036】

制御部５００は、例えば、射出成形処理において計量操作を行う際、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力に応じて、プランジャー２５２を後退させる速さを調整することで、第２シリンダー２５１に過剰な可塑化材料が引き込まれることや、第２シリンダー２５１内の可塑化材料に空気が混入することを抑制できる。また、制御部５００は、例えば、射出成形処理において射出操作を行う際、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力に応じて、プランジャー２５２を前進させる速さを調整することで、型部２６０に射出する可塑化材料の射出量の不足や、可塑化材料が過剰な圧力で型部２６０に射出されることによる残留応力の発生を抑制できる。更に、制御部５００は、例えば、圧力検出部２００によって検出された圧力に応じて、可塑化部１２０の駆動モーター１２２の回転数や、冷却部１６０の出力、加熱部１７０の出力等を調整してもよいし、型締装置２７０を駆動させる速さや時間等を調整してもよい。このように、圧力検出部２００によって検出された圧力に応じて射出ユニット１０５や型締装置２７０を制御することで、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力が変化する場合であっても、成形品の強度や品質を高めることができる。なお、制御部５００は、圧力検出部２００によって検出された圧力そのものに応じて射出ユニット１０５等を制御する他、例えば、圧力検出部２００によって検出された圧力に統計処理等を施すことによって算出した圧力に基づいて、射出ユニット１０５等を制御してもよい。

【0037】

図５は、圧力検出部２００の概略構成を示す図である。本実施形態の第１シリンダー２１０は、Ｘ方向に沿ってバレル１４０に設けられ、バレル１４０の側面と連通孔１４６の内壁とに開口を有する孔である。第１シリンダー２１０のＸ方向に垂直な断面は、円形状を有している。なお、他の実施形態では、第１シリンダー２１０は、例えば、バレル１４０の側面と連通孔１４６の内壁とに開口を有する筒状の部材によって構成されていてもよい。

【0038】

ロッド２０１は、第１シリンダー２１０内に挿入される軸状の部材である。ロッド２０１は、第１シリンダー２１０に沿って、Ｘ方向を長手方向として配置されている。ロッド２０１は、Ｘ方向において、第１端面２０３と、第１端面２０３と反対側の第２端面２０４とを有している。第１端面２０３は、ロッド２０１の連通流路１８０、すなわち、連通孔１４６に面する端面である。なお、ロッド２０１が第１シリンダー２１０に挿入されることによって、ロッド２０１と第１シリンダー２１０との間は、少なくとも第１シリンダー２１０を介して可塑化材料が外部に漏出しない程度に液密に保たれる。

【0039】

センサー部２２０は、連通流路１８０から、Ｘ方向にロッド２０１を隔てて配置されている。本実施形態のセンサー部２２０は、ロッド２０１の－Ｘ方向に、ロッド２０１との間に隙間を有することなく、ロッド２０１と隣り合って配置されている。具体的には、センサー部２２０は、センサーケース２２５内の空間であるセンサー保持部２２６に支持されている。センサーケース２２５は、射出成形装置１００の側面部１０１に、ボルトを介して固定されている。センサーケース２２５およびセンサー部２２０と、バレル１４０との間には、空隙Ｇｐ１と空隙Ｇｐ２とが形成されている。空隙Ｇｐ１は、バレル１４０と側面部１０１との間に形成された空隙であり、空隙Ｇｐ２は、側面部１０１とセンサーケース２２５およびセンサー部２２０との間に形成された空間である。これらの空隙によって、加熱部１７０による加熱の熱的影響がセンサー部２２０に及ぶことが抑制され、熱的影響によってセンサー部２２０の圧力検出精度が低下することが抑制される。なお、本実施形態では、空隙Ｇｐ１と空隙Ｇｐ２とが形成されているため、例えば、バレル１４０とセンサーケース２２５およびセンサー部２２０との間にいずれか一方のみの空隙が形成されている場合と比較して、センサー部２２０への熱的影響が、より抑制される。

【0040】

本実施形態のセンサー部２２０は、上述した加熱部１７０よりも、冷却部１６０に近い位置に配置されている。具体的には、センサー部２２０と加熱部１７０との間の最短距離よりも、センサー部２２０と冷却部１６０との間の最短距離の方が小さい。これによって、センサー部２２０が冷却部１６０よりも加熱部１７０に近い位置に配置されている場合と比較して、加熱部１７０による熱がセンサー部２２０へ伝達されにくくなり、かつ、冷却部１６０によってセンサー部２２０が冷却されやすくなるため、加熱部１７０によるセンサー部２２０への熱的影響が更に抑制される。なお、可塑化部１２０が複数の冷却部１６０や複数の加熱部１７０を備えている場合、センサー部２２０に最も近い冷却部１６０とセンサー部２２０との間の最短距離が、センサー部２２０に最も近い加熱部１７０とセンサー部２２０との間の最短距離よりも小さければよい。

【0041】

本実施形態のセンサー部２２０は、水晶を有する圧力センサーによって構成されている。センサー部２２０は、水晶の圧電効果を利用して、センサー部２２０が受けた圧力を電気信号として検出する。センサー部２２０は、例えば、他の圧電素子を有する圧力センサーによって構成されていてもよいし、静電容量式の圧力センサー等によって構成されていてもよい。

【0042】

ロッド２０１は、その第１端面２０３で、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力を受けることで、長手方向に沿ってセンサー部２２０に向かって付勢される。これによって、ロッド２０１の第２端面２０４がセンサー部２２０に押しつけられ、ロッド２０１が第１端面２０３において受けた圧力が、第２端面２０４を介してセンサー部２２０へと伝達される。そして、センサー部２２０は、ロッド２０１を介して伝達された圧力を検出する。このようにして、圧力検出部２００は、ロッド２０１を介して、センサー部２２０によって、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力を検出する。

【0043】

支持部２３０は、Ｘ方向において、第１シリンダー２１０とセンサー部２２０との間に設けられている。支持部２３０は、直方体形状を有しており、バレル１４０の＋Ｙ方向から、ボルトを介してバレル１４０に固定されている。支持部２３０には、支持部２３０をＸ方向に沿って貫通し、ロッド２０１が挿通される貫通孔２３１が形成されている。本実施形態の支持部２３０は、貫通孔２３１に挿通されたロッド２０１を、貫通孔２３１に対して摺動可能に支持する。

【0044】

図５に示すように、材料送出装置１１５は、回転規制機構２４０を備えている。回転規制機構２４０は、ロッド２０１の側面に設けられた第１係合部２４１と、第１係合部２４１とロッド２０１の周方向に係合する第２係合部２４２とを有している。回転規制機構２４０は、第１係合部２４１と第２係合部２４２との係合によって、ロッド２０１が中心軸ＲＸを中心に回転することを規制する。中心軸ＲＸは、ロッド２０１の長手方向に沿った中心軸である。本実施形態では、第２係合部２４２は、上述した支持部２３０に設けられている。

【0045】

図６は、本実施形態の回転規制機構２４０の構成を示す斜視図である。図５および図６に示すように、本実施形態の第１係合部２４１は、ロッド２０１からロッド２０１の長手方向と交差する方向に突出する凸部を有している。具体的には、第１係合部２４１は、ロッド２０１の長手方向における途中部分に、ロッド２０１からロッド２０１の長手方向と垂直な全方向に突出する部分として形成されている。すなわち、本実施形態の第１係合部２４１は、ロッド２０１のＸ方向における途中に形成された鍔状の部分である。第１係合部２４１は、Ｘ方向に沿って見たときに、アルファベットのＤ字形状を有している。すなわち、第１係合部２４１の外縁は、円弧形状と、円弧形状の両端を結ぶ直線形状と、によって構成されている。本実施形態では、例えば、第１係合部２４１を、円形状の断面を有する鍔部を形成した後に、鍔部がＤ字形状となるように鍔部の一部を直線的にカットすることで、容易に形成できる。

【0046】

本実施形態の第２係合部２４２は、第１係合部２４１の凸部とロッド２０１の周方向に係合し、Ｘ方向においてセンサー部２２０に向かって開口する凹部を有している。具体的には、第２係合部２４２は、支持部２３０に設けられた貫通孔２３１の－Ｘ方向の端部に、－Ｘ方向に向かって開口するように形成された、第１係合部２４１が嵌合可能な窪みである。第２係合部２４２は、第１係合部２４１に対応する形状と寸法とを有している。従って、第２係合部２４２の外縁は、第１係合部２４１と同様に、Ｘ方向に沿って見たときに、Ｄ字形状を有している。

【0047】

図５および図６に示すように、ロッド２０１が支持部２３０の貫通孔２３１に挿通され、第１シリンダー２１０に挿入されることによって、第１係合部２４１が第２係合部２４２と－Ｘ方向から嵌合する。これによって、第２係合部２４２が、第１係合部２４１とロッド２０１の周方向に係合し、ロッド２０１が中心軸ＲＸを中心に回転することが規制される。本実施形態では、第１係合部２４１および第２係合部２４２が、Ｘ方向に沿って見たときにＤ字形状を有しており、Ｘ方向に沿って見たときに両者が円弧状に形成されている部分において、両者間の摩擦が低減されるため、ロッド２０１による圧力の伝達性が良好に保たれ、かつ、ロッド２０１の回転が規制される。また、第１係合部２４１が第２係合部２４２と－Ｘ方向から嵌合することによって、ロッド２０１の＋Ｘ方向への移動が規制されるため、ロッド２０１が連通流路１８０に突出することが抑制される。

【0048】

図７は、連通孔１４６を＋Ｙ方向から見たときの平面図である。なお、図７では、構成の理解を容易にするため、ノズル１５６等、バレル１４０よりも＋Ｙ方向に位置する部材は省略されている。また、図７では、ロッド２０１および第１シリンダー２１０が太線によって示され、ロッド２０１および第１シリンダー２１０のうち、バレル１４０と重なって視認できない部分の一部が破線によって示されている。更に、図７では、連通孔１４６が形成されている部分に網点模様のハッチングが付されている。図７に示すように、ロッド２０１の第１端面２０３は、連通流路１８０の第１シリンダー２１０が接続された内壁面１８１に沿った形状を有している。具体的には、内壁面１８１は円柱形状を有する連通流路１８０の側面の一部を形成する曲面形状を有しており、第１端面２０３は内壁面１８１に沿って、円柱形状の側面の一部を形成する曲面形状を有している。従って、連通流路１８０に沿って、すなわち、Ｙ方向に沿って見たときに、連通流路１８０は円形状を有し、第１端面２０３は連通流路１８０の円周の一部と対応する円弧形状を有している。また、本実施形態では、第１端面２０３と内壁面１８１とは、同一面上に位置している。

【0049】

図８は、ロッド２０１の回転を説明する図である。図８は、図７と同様に、連通孔１４６を＋Ｙ方向から見たときの平面図である。図８には、図７に示した状態から、ロッド２０１が中心軸ＲＸを中心に９０°回転したときの様子が示されている。図８に示した状態では、図７に示した状態と異なり、ロッド２０１が連通流路１８０に突出した突出部分Ｐｒや、ロッド２０１が内壁面１８１に対して－Ｘ方向に後退した後退部分Ｒｃが形成されている。従って、図８に示した状態では、突出部分Ｐｒが連通流路１８０内の可塑化材料の流れを阻害する可能性や、後退部分Ｒｃにおいて可塑化材料が滞留する可能性が高まる。図８に示したようなロッド２０１の回転は、例えば、回転規制機構２４０が設けられていない場合に、第１端面２０３が、連通流路１８０内を流れる可塑化材料から、第１端面２０３と交差する方向の力を受けることによって生じる。本実施形態では、回転規制機構２４０が設けられているため、このようなロッド２０１の回転が抑制される。なお、回転規制機構２４０は、例えば、材料送出装置１１５や射出成形装置１００が製造される際に、図８に示すようにロッド２０１が予め回転した状態で配置されることをも、抑制できる。

【0050】

以上で説明した本実施形態の材料送出装置１１５によれば、ロッド２０１の側面に設けられた第１係合部２４１と、第１係合部２４１に係合する第２係合部２４２との係合によって、ロッド２０１が中心軸ＲＸを中心に回転することを規制する回転規制機構２４０を有する。これによって、回転規制機構２４０によってロッド２０１の回転が規制される。そのため、ロッド２０１によって、連通流路１８０内における可塑化材料の流通が阻害される可能性が低減する。

【0051】

また、本実施形態では、第１係合部２４１はＸ方向と交差する方向に突出する凸部を有し、第２係合部２４２は－Ｘ方向に開口する凹部を有し、第１係合部２４１の凸部が第２係合部２４２の凹部に嵌合することによって、第１係合部２４１と第２係合部２４２とが係合する。そのため、簡易な構成によって、ロッド２０１の回転を規制し、かつ、ロッド２０１を介して連通流路１８０内の可塑化材料の圧力をセンサー部２２０へと伝達できる。

【0052】

また、本実施形態では、第２係合部２４２は、支持部２３０に設けられている。そのため、支持部２３０によってロッド２０１が軸方向の途中で支持されつつ、ロッド２０１に設けられた第１係合部２４１と、支持部２３０に設けられた第２係合部２４２との係合によって、ロッド２０１の回転が規制される。

【0053】

また、本実施形態では、第１端面２０３は、連通流路１８０の第１シリンダー２１０が接続された内壁面１８１に沿った形状を有している。これによって、第１端面２０３が内壁面１８１に沿った形状ではなく、例えば、Ｙ方向およびＺ方向に平行な面である場合と比較して、ロッド２０１の一部が連通流路１８０に突出して可塑化材料の流れを阻害する可能性や、ロッド２０１が内壁面１８１に対して－Ｘ方向に後退した部分に可塑化材料が滞留する可能性が低減する。そのため、ノズル１５６から送出される可塑化材料の量や質が安定する。

【0054】

また、本実施形態では、連通流路１８０は、連通流路１８０に沿って見たときに円形状を有し、第１端面２０３は、連通流路１８０に沿って見たときに連通流路１８０の円周の一部と対応する円弧形状を有している。そのため、連通流路１８０内における可塑化材料の流れが円滑になりやすい。

【0055】

また、本実施形態では、第１端面２０３と内壁面１８１とは同一面上に位置している。そのため、ロッド２０１の一部が連通流路１８０に突出して可塑化材料の流れを阻害する可能性や、ロッド２０１が内壁面１８１に対して－Ｘ方向に後退した部分に可塑化材料が滞留する可能性が更に低減する。

【0056】

また、本実施形態では、スクリュー１３０は溝が形成された溝形成面１３２を有し、可塑化部１２０は、連通流路１８０の少なくとも一部を形成する連通孔１４６が設けられたバレル１４０を有し、第１シリンダー２１０は、連通孔１４６に接続されている。そのため、可塑化部１２０を小型化でき、かつ、第１シリンダー２１０をバレル１４０内に配置できるため、材料送出装置１１５全体を小型化できる。

【0057】

また、本実施形態では、センサー部２２０は、加熱部１７０よりも冷却部１６０に近い位置に配置されている。これによって、加熱部１７０によるセンサー部２２０への熱的影響が抑制される。そのため、センサー部２２０による圧力の検出精度が向上する。

【0058】

また、本実施形態の射出成形装置１００によれば、第２シリンダー２５１は、連通流路１８０において、連通流路１８０と第１シリンダー２１０との接続部よりも上流に接続されている。これによって、第１シリンダー２１０およびロッド２０１は、連通流路１８０において、連通流路１８０と第２シリンダー２５１との接続部よりも下流に位置するため、圧力検出部２００は、連通流路１８０のうち、第２シリンダー２５１とノズル１５６との間の部分において、第２シリンダー２５１からノズル１５６へと供給される可塑化材料の圧力をより正確に検出できる。そのため、可塑化材料の射出精度が向上し、成形品の強度や品質が向上する。

【0059】

Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態の材料送出装置１１５ｂにおける圧力検出部２００ｂの概略構成を示す図である。本実施形態の回転規制機構２４０ｂの第２係合部２４２ｂは、第１実施形態と異なり、第１シリンダー２１０ｂに設けられている。また、圧力検出部２００ｂは、支持部２３０を有していない。なお、第２実施形態の材料送出装置１１５ｂや射出成形装置１００の構成のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。

【0060】

本実施形態では、センサーケース２２５ｂは、バレル１４０の下面に配置され、図示しないボルトによって、バレル１４０に固定されている。センサーケース２２５ｂは、センサー部２２０を保持するセンサー保持部２２６ｂに加え、複数の脚部２２７を有している。脚部２２７は、センサー保持部２２６ｂとバレル１４０との間に設けられている。脚部２２７同士の間には空間が形成されており、センサーケース２２５ｂとバレル１４０とは、この脚部２２７同士の間に形成された空間を介して配置される。そのため、加熱部１７０によるセンサー部２２０への熱的影響が抑制される。

【0061】

図１０は、回転規制機構２４０ｂの構成を示す斜視図である。第１係合部２４１ｂは、第１実施形態と同様に、ロッド２０１ｂのＸ方向における途中部分に形成された鍔状の部分である。第１係合部２４１ｂは、第１実施形態と異なり、Ｘ方向の寸法が小さい扁平な直方体形状を有している。従って、第１係合部２４１ｂは、Ｘ方向に沿って見たときに、四角形状を有している。

【0062】

本実施形態の第２係合部２４２ｂは、第１実施形態と同様に、第１係合部２４１ｂの凸部とロッド２０１ｂの周方向に係合し、Ｘ方向においてセンサー部２２０に向かって開口する凹部を有している。具体的には、第２係合部２４２ｂは、第１シリンダー２１０ｂの－Ｘ方向の端部に、－Ｘ方向に向かって開口するように形成された、第１係合部２４１ｂが係合可能な窪みである。第２係合部２４２ｂは、第１係合部２４１ｂに対応する形状と寸法とを有し、第１係合部２４１ｂが嵌合可能に形成されている。従って、第２係合部２４２ｂは、第１係合部２４１ｂと同様に、直方体形状に形成され、Ｘ方向に沿って見たときに、四角形状を有している。

【0063】

本実施形態では、ロッド２０１ｂが第１シリンダー２１０ｂに挿入されることによって、第１係合部２４１ｂが第２係合部２４２ｂと－Ｘ方向から嵌合する。ここで、上述したように、第１係合部２４１ｂおよび第２係合部２４２ｂが、Ｘ方向に沿って見たときに四角形状を有しているため、ロッド２０１ｂが中心軸ＲＸを中心に回転することが規制される。また、第２係合部２４２ｂは、－Ｘ方向に開口しているため、第１実施形態と同様に、ロッド２０１ｂを介したセンサー部２２０への圧力の伝達が許容される。更に、第１係合部２４１ｂが第２係合部２４２ｂと－Ｘ方向から嵌合することによって、ロッド２０１ｂの＋Ｘ方向への移動が規制されるため、第１実施形態と同様に、ロッド２０１ｂが連通流路１８０に突出することが抑制される。

【0064】

以上で説明した本実施形態の材料送出装置１１５ｂによっても、回転規制機構２４０ｂによってロッド２０１ｂの回転が規制され、ロッド２０１ｂが連通流路１８０内における可塑化材料の流通を阻害する可能性が低減する。特に、本実施形態では、第２係合部２４２ｂは、第１シリンダー２１０ｂに設けられている。そのため、ロッド２０１ｂおよび第１シリンダー２１０ｂとは別に、第１係合部２４１ｂと係合する部分を有する部材を設けない場合であっても、ロッド２０１ｂの回転を規制できる。

【0065】

Ｃ．第３実施形態：
図１１は、第３実施形態の材料送出装置１１５ｃにおける圧力検出部２００ｃの概略構成を示す図である。本実施形態の回転規制機構２４０ｃは、ロッド２０１ｃの長手方向であるＸ方向において、第２端面２０４よりも第１端面２０３に近い位置に設けられている。なお、第３実施形態の材料送出装置１１５ｃや射出成形装置１００の構成のうち、特に説明しない点については、第２実施形態と同様である。

【0066】

本実施形態のセンサーケース２２５は、第１実施形態と同様に、側面部１０１に固定されている。また、第２係合部２４２ｃは、第２実施形態と同様に、第１シリンダー２１０ｃの－Ｘ方向の端部に設けられている。一方で、本実施形態の第１シリンダー２１０ｃは、第２実施形態の第１シリンダー２１０ｂと比較して、Ｘ方向の寸法が小さい。従って、第２係合部２４２ｃは、第２実施形態の第２係合部２４２ｂと比較して、より連通流路１８０に近い＋Ｘ方向の位置に設けられている。また、ロッド２０１ｃに設けられた第１係合部２４１ｃもまた、第２係合部２４２ｃと対応して、第２実施形態の第１係合部２４１ｂと比較して、より連通流路１８０に近い＋Ｘ方向の位置に設けられている。これによって、本実施形態の回転規制機構２４０ｃは、Ｘ方向において、第２端面２０４よりも第１端面２０３に近い位置に位置している。すなわち、回転規制機構２４０ｃと第１端面２０３との間の最短距離は、回転規制機構２４０ｃと第２端面２０４との間の最短距離よりも小さい。

【0067】

以上で説明した第３実施形態の材料送出装置１１５ｃによっても、回転規制機構２４０ｃによってロッド２０１ｃの回転が規制され、ロッド２０１ｃが連通流路１８０内における可塑化材料の流通を阻害する可能性が低減する。特に、本実施形態では、回転規制機構２４０ｃは、Ｘ方向において、センサー部２２０よりも連通流路１８０に近い位置に設けられている。そのため、回転規制機構２４０ｃが、Ｘ方向において第１端面２０３よりも第２端面２０４に近い位置に設けられている場合と比較して、ロッド２０１ｃの第１端面２０３と回転規制機構２４０ｃとの間の距離が小さくなる。そのため、第１端面２０３が連通流路１８０内を流れる可塑化材料から第１端面２０３と交差する方向の力を受けた際に、第１端面２０３と回転規制機構２４０ｃとの間において生じる、ロッド２０１ｃのねじれが抑制される。

【0068】

Ｄ．第４実施形態：
図１２は、第４実施形態の射出成形装置１００ｄにおける圧力検出部２００ｄの概略構成を示す図である。本実施形態の射出制御部２５０ｄの第２シリンダー２５１ｄは、第１実施形態と異なり、連通流路１８０において、連通流路１８０と第１シリンダー２１０ｄの接続部よりも下流に接続されている。すなわち、第１シリンダー２１０ｄおよびロッド２０１は、連通流路１８０において、連通流路１８０と第２シリンダー２５１ｄとの接続部よりも上流に位置している。なお、第４実施形態の材料送出装置１１５ｄや射出成形装置１００ｄの構成のうち、特に説明しない点については、第１実施形態と同様である。

【0069】

以上で説明した第４実施形態の射出成形装置１００ｄによっても、回転規制機構２４０によってロッド２０１の回転が規制され、ロッド２０１が連通流路１８０内における可塑化材料の流通を阻害する可能性が低減する。特に、本実施形態では、第２シリンダー２５１ｄが、連通流路１８０において、連通流路１８０と第１シリンダー２１０ｄとの接続部よりも下流に接続されている。これによって、第１シリンダー２１０ｄおよびロッド２０１は、連通流路１８０において、連通流路１８０と第２シリンダー２５１ｄとの接続部よりも上流に位置するため、圧力検出部２００ｄは、連通流路１８０のうち、第２シリンダー２５１ｄと可塑化部１２０との間の部分において、可塑化部１２０から第２シリンダー２５１ｄへと流入する可塑化材料の圧力をより正確に検出できる。そのため、可塑化材料の計量精度が向上し、成形品の強度や品質が向上する。

【0070】

Ｅ．第５実施形態：
図１３は、第５実施形態としての三次元造形装置１０の概略構成を示す図である。三次元造形装置１０は、材料供給部１１０と、材料送出装置１１５ｅと、ステージ３００と、移動機構４００と、制御部５００ｅとを備えている。材料送出装置１１５ｅは、可塑化部１２０と、ノズル１５６ｅと、圧力検出部２００とを備えている。三次元造形装置１０は、材料供給部１１０から供給された材料を、材料送出装置１１５ｅの可塑化部１２０によって可塑化して可塑化材料を生成し、生成した可塑化材料をノズル１５６ｅから材料送出装置１１５ｅの外部へと送出する。ノズル１５６ｅを介して送出された可塑化材料は、ステージ３００上に堆積される。なお、ノズル１５６ｅを介して可塑化材料をステージ３００に向かって送出することを、「可塑化材料を吐出する」と言うこともある。

【0071】

移動機構４００は、ノズル１５６ｅとステージ３００との相対的な位置を変更可能に構成されている。本実施形態では、移動機構４００は、ノズル１５６ｅを移動させることなく、ステージ３００を移動させる。移動機構４００は、３つのモーターの駆動力によって、ステージ３００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。移動機構４００は制御部５００ｅによって制御される。なお、他の実施形態では、ステージ３００を移動させることなく、ノズル１５６ｅを移動させることによって、ノズル１５６ｅとステージ３００との相対的な位置を変更してもよい。また、移動機構４００は、ノズル１５６ｅとステージ３００との両方を移動させてもよい。

【0072】

制御部５００ｅは、制御部５００と同様に、コンピューター等によって構成される。制御部５００ｅは、予め取得した造形データに従って移動機構４００および可塑化部１２０を制御することにより、ノズル１５６ｅからステージ３００上の任意の位置に、可塑化した材料を吐出させることで、三次元造形物を造形する。制御部５００ｅによって実行される、三次元造形物を造形するための処理を、三次元造形処理と呼ぶこともある。

【0073】

可塑化部１２０は、駆動モーター１２２と、スクリュー１３０と、バレル１４０と、冷却部１６０ｅと、加熱部１７０と、を備えている。可塑化部１２０は、第１実施形態と同様に、スクリュー１３０の回転と、加熱部１７０による加熱によって、材料を連通孔１４６に向かって搬送しながら加熱して材料を可塑化し、連通孔１４６から排出する。連通孔１４６から排出された可塑化材料は、ノズル１５６ｅへと供給される。なお、連通孔１４６は、第１実施形態と同様に、連通流路１８０の全部を形成している。また、本実施形態の冷却部１６０ｅは、第１実施形態と異なり、スクリュー１３０の円周方向に沿って、バレル１４０の外周部内に形成された冷媒流路として設けられている。

【0074】

圧力検出部２００の第１シリンダー２１０は、第１実施形態と同様に、連通孔１４６に接続されている。圧力検出部２００は、第１実施形態と同様に、ロッド２０１を介して、センサー部２２０によって、連通流路１８０内の可塑化材料の圧力を検出する。制御部５００ｅは、三次元造形処理において、圧力検出部２００によって検出された連通流路１８０内の可塑化材料の圧力に基づいて、可塑化部１２０等を制御できる。例えば、制御部５００ｅは、圧力検出部２００によって検出された圧力に基づいて、駆動モーター１２２の回転数や、冷却部１６０の出力、加熱部１７０の出力等を調整することで、可塑化部１２０における可塑化材料の生成量を安定化できる。これによって、ノズル１５６ｅからステージ３００に向けて吐出される可塑化材料の生成量が安定するため、造形材料の品質が向上する。また、制御部５００は、例えば、圧力検出部２００によって検出された圧力に基づいて移動機構４００の駆動を調整することで、ステージ３００上に堆積される可塑化材料の量を安定化させてもよい。

【0075】

以上で説明した第５実施形態の三次元造形装置１０によれば、第１実施形態と同様に、回転規制機構２４０を有する材料送出装置１１５を備える。これによって、回転規制機構２４０によってロッド２０１の回転が規制される。そのため、ロッド２０１によって、連通流路１８０内における可塑化材料の流通が阻害される可能性が低減する。

【0076】

Ｆ．他の実施形態：
（Ｆ－１）上記実施形態では、第１係合部２４１はロッド２０１の鍔状の部分として形成され、第２係合部２４２は、第１係合部２４１と嵌合可能な窪みとして形成されている。これに対して、第１係合部２４１と第２係合部２４２とは、他の形状に形成されていてもよい。例えば、第１係合部２４１が、ロッド２０１からロッド２０１の長手方向と交差する一方向に突出する凸部として形成され、第２係合部が凸部と係合する凹部として形成されていてもよい。また、第１係合部２４１がロッド２０１の長手方向と交差する方向に凹んだ凹部として形成され、第２係合部が凹部と係合する凸部として形成されていてもよい。更に、第１係合部２４１が凹凸を組み合わせた形状として形成され、第２係合部２４２が第１係合部２４１の凹凸と係合する凹凸として形成されていてもよい。更に、第１係合部２４１は、ロッド２０１と一体に形成されていなくてもよく、例えば、接着剤を介した接着や溶接等によって、第２係合部２４２と係合する部材がロッド２０１に固定されることで、第１係合部２４１が形成されていてもよい。

【0077】

（Ｆ－２）上記実施形態では、連通流路１８０に沿って見たときに、連通流路１８０は円形状を有し、第１端面２０３は円弧形状を有している。これに対して、連通流路１８０に沿って見たときに、連通流路１８０と第１端面２０３とは他の形状を有していてもよい。また、第１端面２０３は、第１シリンダー２１０の内壁面１８１に沿った形状を有していなくてもよい。

【0078】

（Ｆ－３）上記実施形態では、第１端面２０３と内壁面１８１とは同一面上に位置している。これに対して、第１端面２０３に圧力がかかっていない状態において、第１端面２０３と内壁面１８１とは同一面上に位置していなくてもよい。例えば、第１端面２０３に圧力がかかっていない状態において、第１端面２０３と内壁面１８１とが同一面上に位置し、第１端面２０３に圧力がかかっている状態において、第１端面２０３と内壁面１８１とが同一面上に位置していなくてもよい。また、第１端面２０３に圧力がかかっている状態と第１端面２０３に圧力がかかっていない状態との両方の状態において、第１端面２０３と内壁面１８１とが同一面上に位置していなくてもよい。

【0079】

（Ｆ－４）上記実施形態では、ロッド２０１は、センサー部２２０との間に隙間を有することなく、センサー部２２０と隣り合って配置されている。これに対して、ロッド２０１は、第１端面２０３に圧力がかかっていない状態において、センサー部２２０と隣り合うことなく配置されていてもよい。この場合、例えば、ロッド２０１は、第１端面２０３に圧力がかかっていない状態において、センサー部２２０との間に隙間を介して配置されていてもよい。このような形態であっても、ロッド２０１は、第１端面２０３において連通流路１８０内の可塑化材料の圧力を受けた際、－Ｘ方向に付勢されて－Ｘ方向に移動し、センサー部２２０に接触することで、センサー部２２０に圧力を伝達できる。なお、この場合、第１係合部２４１や第２係合部２４２は、ロッド２０１の－Ｘ方向への移動によって、第１係合部２４１と第２係合部２４２との係合が解除されないように構成される。例えば、第２係合部２４２のＸ方向における寸法が、ロッド２０１とセンサー部２２０との間の距離よりも大きくなるように構成される。また、例えば、ロッド２０１の第２端面２０４に、ロッド２０１を連通流路１８０に向かって付勢するバネ等の弾性部材が設けられ、第２端面２０４とセンサー部２２０とが弾性部材を挟むように配置されていてもよい。この場合、第１端面２０３に圧力がかかっていない状態において、ロッド２０１を付勢する弾性部材の付勢力によって、第１端面２０３と内壁面１８１とが同一面上に位置するように構成されていてもよい。なお、このような形態であっても、ロッド２０１は、第２端面２０４と弾性部材とを介して、センサー部２２０に圧力を伝達できる。

【0080】

（Ｆ－５）上記実施形態では、スクリュー１３０は、フラットスクリューである。これに対して、スクリュー１３０はフラットスクリューでなく、他のスクリューであってもよい。例えば、スクリュー１３０は、モーターの駆動力によって回転するインラインスクリューであってもよい。この場合、可塑化部１２０は、バレル１４０を有していなくてもよい。

【0081】

（Ｆ－６）上記実施形態では、連通孔１４６は、連通流路１８０の全部を形成している。これに対して、連通孔１４６は、連通流路１８０の全部を形成していなくてもよい。連通流路１８０は、例えば、連通孔１４６と、連通孔１４６と連通する他の流路と、によって形成されていてもよい。この場合、第１シリンダー２１０や第２シリンダー２５１は、連通流路１８０のうち、連通孔１４６ではなく、他の流路と接続されていてもよい。また、例えば、可塑化部１２０がバレル１４０を有していない場合、連通流路１８０は、連通孔１４６によって形成されていなくてもよい。

【0082】

（Ｆ－７）上記実施形態では、センサー部２２０は、加熱部１７０より冷却部１６０に近い位置に配置されている。これに対して、センサー部２２０は、加熱部１７０より冷却部１６０に近い位置に配置されていなくてもよい。この場合、センサー部２２０と加熱部１７０との間の最短距離が、センサー部２２０と冷却部１６０との間の最短距離より小さくてもよいし、両者が等しくてもよい。また、可塑化部１２０は、冷却部１６０を備えていなくてもよい。

【0083】

Ｇ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態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形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示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。

【0084】

（１）本開示の第１の形態によれば、材料送出装置が提供される。この材料送出装置は、スクリューを有し、前記スクリューの回転によって材料を可塑化して可塑化材料を生成する可塑化部と、前記可塑化材料を外部に送出するノズルと、前記スクリューと前記ノズルとの間に設けられ、前記可塑化材料が流れる連通流路と、前記連通流路に接続される第１シリンダー、前記第１シリンダー内に挿入されるロッド、及び、前記連通流路から前記ロッドを隔てて配置される圧力センサーを有する圧力検出部と、を備え、前記ロッドは、前記ロッドの長手方向において、前記連通流路に面する第１端面、及び、前記第１端面と反対側の第２端面を有し、前記連通流路内の前記可塑化材料の圧力を前記第１端面で受けて、前記第２端面を介して前記圧力センサーに前記圧力を伝達し、前記ロッドの側面に設けられた第１係合部、及び、前記第１係合部に係合する第２係合部を有し、前記第１係合部と前記第２係合部との係合によって、前記ロッドが前記ロッドの長手方向に沿った中心軸を中心に回転することを規制する回転規制機構を更に備える。
このような形態によれば、回転規制機構によってロッドの回転が規制される。そのため、ロッドによって、連通流路内における可塑化材料の流通が阻害される可能性が低減する。

【0085】

（２）上記形態の材料送出装置において、前記回転規制機構は、前記長手方向において、前記第２端面よりも前記第１端面に近い位置に設けられていてもよい。このような形態によれば、第１端面が連通流路内を流れる可塑化材料から第１端面と交差する方向の力を受けた際の、ロッドのねじれが抑制される。

【0086】

（３）上記形態の材料送出装置において、前記第１係合部は、前記ロッドから前記長手方向と交差する方向に突出する凸部を有し、前記第２係合部は、前記長手方向において前記圧力センサーに向かって開口する凹部を有し、前記凸部が前記凹部に嵌合することによって、前記第１係合部と前記第２係合部とが係合してもよい。このような形態によれば、簡易な構成によって、ロッドの回転を規制し、かつ、ロッドを介して連通流路内の可塑化材料の圧力をセンサー部へと伝達できる。

【0087】

（４）上記形態の材料送出装置において、前記長手方向における前記第１シリンダーと前記圧力センサーとの間に、前記ロッドを支持する支持部を備え、前記第２係合部は、前記支持部に設けられていてもよい。このような形態によれば、支持部によってロッドが軸方向の途中で支持されつつ、ロッドに設けられた第１係合部と支持部に設けられた第２係合部との係合によって、ロッドの回転が規制される。

【0088】

（５）上記形態の材料送出装置において、前記第２係合部は、前記第１シリンダーに設けられていてもよい。このような形態によれば、ロッドおよび第１シリンダーとは別に、第１係合部と係合する部分を有する部材を設けない場合であっても、ロッドの回転を規制できる。

【0089】

（６）上記形態の材料送出装置において、前記第１端面は、前記連通流路の前記第１シリンダーが接続された内壁面に沿った形状を有していてもよい。このような形態によれば、ロッドの一部が連通流路に突出して可塑化材料の流れを阻害する可能性や、ロッドが内壁面に対して後退した部分に可塑化材料が滞留する可能性が低減する。そのため、ノズルから送出される可塑化材料の量や質が安定する。

【0090】

（７）上記形態の材料送出装置において、前記連通流路は、前記連通流路に沿って見たときに円形状を有し、前記第１端面は、前記連通流路に沿って見たときに前記連通流路の円周の一部と対応する円弧形状を有していてもよい。このような形態によれば、連通流路内における可塑化材料の流れが円滑になりやすい。

【0091】

（８）上記形態の材料送出装置において、前記第１端面に前記圧力がかかっていない状態において、前記第１端面と前記内壁面とは同一面上に位置していてもよい。このような形態によれば、ロッドの一部が連通流路に突出して可塑化材料の流れを阻害する可能性や、ロッドが内壁面に対して後退した部分に可塑化材料が滞留する可能性が更に低減する。

【0092】

（９）上記形態の材料送出装置において、前記スクリューは、溝が形成された溝形成面を有し、前記可塑化部は、前記溝形成面に対向する対向面を有するバレルを有し、前記バレルには、前記連通流路の少なくとも一部を形成する連通孔が設けられ、前記第１シリンダーは、前記連通孔に接続されていてもよい。このような形態によれば、可塑化部を小型化でき、かつ、第１シリンダーをバレル内に配置できるため、材料送出装置全体を小型化できる。

【0093】

（１０）上記形態の材料送出装置において、前記可塑化部は、前記溝形成面に沿った方向において、前記可塑化部の、前記連通孔よりも前記バレルの外周部に近い領域を冷却する冷却部と、前記バレルと前記スクリューとの間に供給された材料を加熱する加熱部と、を有し、前記圧力センサーは、前記加熱部よりも前記冷却部に近い位置に配置されていてもよい。このような形態によれば、加熱部によるセンサー部への熱的影響が抑制される。そのため、センサー部による圧力の検出精度が向上する。

【0094】

（１１）本開示の第２の形態によれば、三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、上記第１の形態の材料送出装置と、前記ノズルから送出される前記可塑化材料を堆積するステージと、を備える。
このような形態によれば、回転規制機構によってロッドの回転が規制される。そのため、ロッドによって、連通流路内における可塑化材料の流通が阻害される可能性が低減する。

【0095】

（１２）本開示の第３の形態によれば、射出成形装置が提供される。この射出成形装置は、上記第１の形態の材料送出装置と、前記連通流路に接続される第２シリンダー、及び、前記第２シリンダー内を移動するプランジャーを有し、前記第２シリンダー内に前記可塑化材料を計量し、計量した前記可塑化材料を前記ノズルに向かって送出する射出制御部と、前記ノズルから前記可塑化材料を送出される成形型と、を備える。
このような形態によれば、回転規制機構によってロッドの回転が規制される。そのため、ロッドによって、連通流路内における可塑化材料の流通が阻害される可能性が低減する。

【0096】

（１３）上記形態の射出成形装置において、前記第２シリンダーは、前記連通流路において、前記連通流路と前記第１シリンダーとの接続部よりも上流に接続されていてもよい。このような形態によれば、圧力検出部は、連通流路のうち、第２シリンダーとノズルとの間の部分において、第２シリンダーからノズルへと供給される可塑化材料の圧力をより正確に検出できる。そのため、可塑化材料の射出精度が向上し、成形品の強度や品質が向上する。

【0097】

（１４）上記形態の射出成形装置において、前記第２シリンダーは、前記連通流路において、前記連通流路と前記第１シリンダーとの接続部よりも下流に接続されていてもよい。このような形態によれば、圧力検出部は、連通流路のうち、第２シリンダーと可塑化部との間の部分において、可塑化部から第２シリンダーへと流入する可塑化材料の圧力をより正確に検出できる。そのため、可塑化材料の計量精度が向上し、成形品の強度や品質が向上する。

【符号の説明】

【0098】

１０…三次元造形装置、１００，１００ｄ…射出成形装置、１０１…側面部、１０５…射出ユニット、１１０…材料供給部、１１５，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅ…材料送出装置、１２０…可塑化部、１２１…スクリューケース、１２２…駆動モーター、１２９…流路溝、１３０…スクリュー、１３２…溝形成面、１３３…スクリュー側面、１３４…材料導入口、１３５…溝部、１３６…凸条部、１３７…中央部、１３８…滞留抑制部、１４０…バレル、１４２…対向面、１４４…案内溝、１４６…連通孔、１４９…逆止弁、１５６，１５６ｅ…ノズル、１６０…冷却部、１６５…冷却板、１７０…加熱部、１８０…連通流路、１８１…内壁面、２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ…圧力検出部、２０１，２０１ｂ，２０１ｃ…ロッド、２０３…第１端面、２０４…第２端面、２１０，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ…第１シリンダー、２２０…センサー部、２２５，２２５ｂ…センサーケース、２２６，２２６ｂ…センサー保持部、２２７…脚部、２３０…支持部、２３１…貫通孔、２４０，２４０ｂ，２４０ｃ…回転規制機構、２４１，２４１ｂ，２４１ｃ…第１係合部、２４２，２４２ｂ，２４２ｃ…第２係合部、２５０，２５０ｄ…射出制御部、２５１，２５１ｄ…第２シリンダー、２５２…プランジャー、２５３…プランジャー駆動部、２６０…型部、２６１…成形型、２６２…可動型、２６３…固定型、２７０…型締装置、２７１…型駆動部、２７２…ボールネジ部、３００…ステージ、４００…移動機構、５００，５００ｅ…制御部

【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】