JP2016172401A - 流路構造体及び温度調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換の対象と熱媒体との間でより効率良く熱交換を行うことが可能な流路構造体を提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係る流路構造体は、部材と、延部とを備える。前記部材は、一体的に形成され、熱媒体を流されることが可能な流路が内部に設けられる。前記延部は、前記流路に設けられ、前記流路の内面から延び、前記部材と一体的に形成されるとともに、少なくとも一部が前記流路の端部から見た場合に前記部材の一部に隠される。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、流路構造体及び温度調節装置に関する。

種々の装置の内部に、当該装置の温度調節のための流路が設けられることがある。当該流路に、水や空気のような熱媒体が流される。例えば、流路で熱媒体を循環させたり、流路から熱媒体を排出したりすることにより、装置が冷却される。

特開平７−１６８９９号公報

流路は、種々の構造体の内部に形成される。流路が設けられることにより、当該構造体の、流路が設けられた部分の剛性が低下しやすい。流路が構造体の表面から離間した位置に配置されると、構造体の剛性の低下が抑制される一方で、流路による冷却効率が低下しやすくなる。

一つの実施の形態に係る流路構造体は、部材と、延部とを備える。前記部材は、一体的に形成され、熱媒体を流されることが可能な流路が内部に設けられる。前記延部は、前記流路に設けられ、前記流路の内面から延び、前記部材と一体的に形成されるとともに、少なくとも一部が前記流路の端部から見た場合に前記部材の一部に隠される。

図１は、第１の実施の形態に係る成型装置を概略的に示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態の成型装置を、図１のＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図である。 図３は、第１の実施形態の三次元プリンタを概略的に示す断面図である。 図４は、第１の実施形態のキャビティの一部を、図２のＦ４−Ｆ４線に沿って示す断面図である。 図５は、第２の実施の形態に係るキャビティの一部を示す断面図である。 図６は、第３の実施の形態に係るキャビティの一部を示す断面図である。 図７は、第４の実施の形態に係るキャビティの一部を示す断面図である。 図８は、第５の実施の形態に係るキャビティの一部を示す断面図である。 図９は、第６の実施の形態に係るキャビティの一部を示す斜視図である。

以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。

図１は、第１の実施の形態に係る成型装置１０を概略的に示す斜視図である。成型装置１０は、温度調節装置の一例であり、例えば、処理装置、加工装置、及び装置とも称され得る。

図１に示すように、成型装置１０は、金型１１と、供給装置１２とを有する。金型１１は、流路構造体の一例であり、例えば、構造、物体、及び部材とも称され得る。成型装置１０は、例えば、金型１１に樹脂材料のような材料を供給し、当該材料を冷却することによって、成形品１３を射出製造する。なお、温度調節装置はこれに限らない。図１は、説明のため、金型１１の外形を省略して示す。

それぞれの図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、金型１１の幅に沿う。Ｙ軸は、金型１１の長さ（奥行き）に沿う。Ｚ軸は、金型１１の高さ（厚み）に沿う。

図２は、第１の実施形態の成型装置１０を、図１のＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図である。図２に示すように、金型１１は、コア２１と、キャビティ２２とを有する。キャビティ２２は、部材の一例であり、例えば、構造体、物体、及び部品とも称され得る。コア２１とキャビティ２２とは、互いに組み合わされることにより、空洞部２３を形成する。当該空洞部２３に材料を供給されることにより、金型１１は、成形品１３を形成する。

コア２１は、コア面２１ａを有する。コア面２１ａは、コア２１の、キャビティ２２に向かって突出した部分の表面である。コア面２１ａは、空洞部２３の一部を規定する。コア２１に、第１の流路２５が設けられる。

第１の流路２５は、コア２１の内部に設けられる。第１の流路２５の一部は、コア面２１ａから所定の距離だけ離間するとともに、コア面２１ａに沿って延びる。第１の流路２５の両端部は、供給装置１２にそれぞれ接続される。第１の流路２５は、直線状に延びる直部２５ａと、曲線状に曲げられた曲部２５ｂとを有する。

キャビティ２２はキャビティ面２２ａを有する。キャビティ面２２ａは、外面の一例である。キャビティ面２２ａは、キャビティ２２の、コア２１から離間するように窪んだ部分の表面である。キャビティ面２２ａは、空洞部２３の一部を規定する。キャビティ２２に、第２の流路２６が設けられる。第２の流路２６は、流路の一例である。

第２の流路２６は、キャビティ２２の内部に設けられる。図１は、第２の流路２６を二点鎖線で示す。第２の流路２６の一部は、キャビティ面２２ａから所定の距離だけ離間するとともに、キャビティ面２２ａに沿って延びる。言い換えると、第２の流路２６の一部は、キャビティ面２２ａに略平行に延びる。図１に示すように、第２の流路２６は、直線状に延びる直部２６ｂと、曲線状に曲げられた曲部２６ｃとを有する。

キャビティ２２は、表面２２ｂをさらに有する。第２の流路２６は、キャビティ２２の表面２２ｂに開口する端部２６ｄを有する。第２の流路２６の端部２６ｄは、供給装置１２に接続される。

供給装置１２は、第１の流路２５及び第２の流路２６に、水をそれぞれ供給する。水は、熱媒体の一例であり、例えば、流体とも称され得る。なお、熱媒体は水に限らず、例えば、空気や油のような他の熱媒体であっても良い。

供給装置１２に供給された水は、例えば、第２の流路２６の一方の端部から、他方の端部に向かって流れる。第２の流路２６を流れた水は、供給装置１２に戻される。戻された水は、供給装置１２において、例えばフィルタによって濾過される。濾過された水は、供給装置１２によって、第２の流路２６に再び供給される。なお、供給装置１２はこれに限らず、新たな水を第２の流路２６に供給しても良い。

図３は、第１の実施形態の三次元プリンタ１０１を概略的に示す断面図である。金型１１のコア２１及びキャビティ２２はそれぞれ、例えば、図３の三次元プリンタ１０１によって積層造形により一体的に形成される。積層造形は、付加造形（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＡＭ）とも称され得る。

三次元プリンタ１０１は、例えば、積層造形装置とも称され得る。図３に示すように、三次元プリンタ１０１は、処理槽１０２と、造形槽１０３と、材料槽１０４と、ワイパ１０５と、光学装置１０６と、制御部１０７と、を有する。

処理槽１０２は、例えば、密封可能な箱状に形成される。処理槽１０２の内部に、処理室１０２ａが設けられる。処理室１０２ａには、造形槽１０３、材料槽１０４、ワイパ１０５、及び光学装置１０６が収容される。

処理槽１０２の処理室１０２ａに、供給口１０２ｂと、排出口１０２ｃとが設けられる。例えば、処理槽１０２の外部に設けられたガス供給装置が、窒素及びアルゴンのような不活性ガスを、供給口１０２ｂから処理室１０２ａに供給する。例えば、処理槽１０２の外部に設けられたガス排出装置が、排出口１０２ｃから処理室１０２ａの上記不活性ガスを排出する。

造形槽１０３は、粉末状の材料Ｍの層から、三次元形状の造形物１０８を造形するための部分である。造形物１０８は、例えば、コア２１やキャビティ２２である。材料Ｍは、例えば、コア２１やキャビティ２２の材料である金属の粉体である。

造形槽１０３において、材料Ｍの層の形成と、材料Ｍの層の固化と、が繰り返し行われる。これにより、造形槽１０３の内部で、造形物１０８が造形される。造形槽１０３は、載置台１０３ａを有する。

載置台１０３ａの上に、ベースプレート１０９が載置固定されるとともに、材料Ｍが堆積される。ベースプレート１０９の上に、造形物１０８が造形される。なお、載置台１０３ａにベースプレート１０９を配置することなく、載置台１０３ａの上に直接、造形物１０８が造形されても良い。

載置台１０３ａは、油圧昇降機のような種々の装置によって、上下方向に移動可能である。載置台１０３ａが移動することで、載置台１０３ａの上の材料Ｍ、造形物１０８、及びベースプレート１０９が上下に移動する。

材料槽１０４は、造形槽１０３に層を形成するための材料Ｍを収容する部分である。材料槽１０４は、造形槽１０３に隣接して設けられる。材料槽１０４は、支持台１０４ａを有する。

材料Ｍは、支持台１０４ａの上に堆積される。支持台１０４ａは、油圧昇降機のような種々の装置によって、上下方向に移動可能である。支持台１０４ａが移動することで、支持台１０４ａの上の材料Ｍが上下に移動する。

ワイパ１０５は、材料槽１０４の上と、造形槽１０３の上との間で移動可能である。支持台１０４ａが上昇すると、一層分の材料Ｍが材料槽１０４の上に露出する。ワイパ１０５は、当該一層分の材料Ｍを、造形槽１０３に向かって押すことで、造形槽１０３に材料Ｍを供給する。これにより、造形槽１０３に材料Ｍの層が形成される。

光学装置１０６は、発振素子を有しレーザ光Ｌを出射する光源と、レーザ光Ｌを平行光とするコリメータ（コリメートレンズ、変換レンズ）と、平行光とされたレーザ光を偏向するためのガルバノミラーのようなスキャナと、スキャナにより偏向されたレーザ光（ビーム）を平らな像面に集光させ、走査させるための集光レンズ（ｆ−θレンズ）と、を含む光学系を有する。

光学装置１０６は、造形槽１０３の上方に位置する。光学装置１０６は、前記光源が出射したレーザ光Ｌを、前記変換レンズによって平行光に変換する。光学装置１０６は、傾斜角度を変更可能な前記ガルバノミラーにレーザ光Ｌを反射させ、前記集光レンズによってレーザ光Ｌを集光させることで、レーザ光Ｌを所望の位置に照射する。

制御部１０７は、造形槽１０３、材料槽１０４、ワイパ１０５、及び光学装置１０６に、電気的に接続される。制御部１０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭのような種々の電子部品を有する。制御部１０７は、前記ＲＯＭ、又は他の記憶装置に格納されたプログラムを読み出し実行することで、造形槽１０３、材料槽１０４、ワイパ１０５、及び光学装置１０６を制御する。三次元プリンタ１０１は、制御部１０７の制御（プログラム）に基づき、例えば以下に説明されるように造形物１０８を造形する。

まず、三次元プリンタ１０１の制御部１０７に、例えば外部のパーソナルコンピュータから、造形物１０８の三次元形状のデータが入力される。当該三次元形状のデータは、例えばＣＡＤのデータであるが、他のデータであっても良い。

制御部１０７は、造形物１０８の三次元形状のデータから、複数の断面形状のデータを生成する。例えば、制御部１０７は、造形物１０８の三次元形状を所定の厚さ毎に複数の層状に分割し、各層の断面形状のデータを生成する。

次に、造形槽１０３の載置台１０３ａが一層分下降するとともに、材料槽１０４の支持台１０４ａが一層分上昇する。ワイパ１０５は、材料槽１０４の上に露出した一層分の材料Ｍを、造形槽１０３に向かって押すことで、造形槽１０３の載置台１０３ａの上に材料Ｍの層を形成する。

制御部１０７は、光学装置１０６を制御することで、光学装置１０６のレーザ光Ｌを、材料Ｍの層に照射させる。制御部１０７は、生成した断面形状のデータに基づき、レーザ光Ｌの照射位置を定める。

材料Ｍの層の、レーザ光Ｌが照射された部分は、溶融する。光学装置１０６は、レーザ光Ｌを照射することにより、材料Ｍを部分的に溶融した後に固める。これにより、材料Ｍの層に、造形物１０８の一層分の部分が形成される。なお、材料Ｍは焼結されても良い。

光学装置１０６が材料Ｍにレーザ光Ｌを照射し終えると、三次元プリンタ１０１は、以上の説明と同様に、材料Ｍの層の形成と、材料Ｍの層の溶融とを繰り返す。これにより、三次元プリンタ１０１は、三次元形状の造形物１０８を造形する。

上記説明において、造形物１０８は、積層された材料Ｍをレーザ光Ｌで溶融することにより形成された。しかし、造形物１０８はこれに限らず、例えば、積層された材料Ｍに接着剤を供給することにより形成されても良いし、材料Ｍを溶融させながら供給することにより形成されても良い。

造形物１０８の一部は、造形中や造形後に、研磨されても良い。例えば、三次元プリンタ１０１によってキャビティ２２が積層造形される場合、キャビティ面２２ａや第２の流路２６の内面が研磨によって滑らかにされても良い。

図４は、第１の実施形態のキャビティ２２の一部を、図２のＦ４−Ｆ４線に沿って示す断面図である。図４に示すように、第１の実施形態の第２の流路２６は、円形の断面形状を有する。なお、第２の流路２６の断面形状はこれに限らず、他の形状であっても良い。

第２の流路２６は、第１の部分３１と、二つの第２の部分３２とを含む。第１の部分３１は、例えば、補強部及び区間とも称され得る。第２の部分３２は、例えば、区間とも称され得る。

第１及び第２の部分３１，３２は、第２の流路２６の一部である。第１の部分３１は、第２の部分３２よりもキャビティ面２２ａに近い位置に配置され、キャビティ面２２ａに沿って延びる。図１に示すように、二つの第２の部分３２は、それぞれ、供給装置１２に接続される。二つの第２の部分３２の間に、第１の部分３１が設けられる。なお、第１及び第２の部分３１，３２の数及び配置はこれに限らない。

図４に示すように、キャビティ２２は、延部３５を有する。延部３５は、例えば、補強部、支持部、突出部、仕切部、壁、及び板とも称され得る。延部３５は、第２の流路２６の第１の部分３１に設けられる。延部３５は、キャビティ２２の他の部分と一体に形成される。例えば、延部３５は、キャビティ２２の他の部分と、同一材料により、三次元プリンタ１０１によって一時に積層造形される。なお、延部３５はこれに限らない。

第１の実施形態の延部３５は、第１の壁３５ａと、第２の壁３５ｂとを有する。第１の壁３５ａ及び第２の壁３５ｂは、複数の壁の一例である。第１及び第２の壁３５ａ，３５ｂは、第１の部分３１が延びる方向に沿って延びる。

第１の壁３５ａは、第２の流路２６の内面２６ａから突出する。第１の壁３５ａは、キャビティ面２２ａの、当該第１の壁３５ａが設けられる部分から最も近い部分に対して、実質上垂直方向に延びる。例えば図４に示す場合、第１の壁３５ａから最も近い位置において、キャビティ面２２ａは、ＸＹ平面と略平行に広がる。このため、第１の壁３５ａは、キャビティ面２２ａに対して略垂直な、Ｚ軸に沿う方向に延びる。なお、第１の壁３５ａが延びる方向はこれに限らない。

上記のように、第１の壁３５ａは、Ｚ軸に沿って、直線状に延びる。このような第１の壁３５ａの一方の端部は、第２の流路２６の内面２６ａの下方の端部に接続される。一方、第１の壁３５ａの他方の端部は、第２の流路２６の内面２６ａの上方の端部に接続される。言い換えると、第１の壁３５ａの他方の端部は、一方の端部と異なる位置において、第２の流路２６の内面２６ａに接続される。

第２の壁３５ｂは、第２の流路２６の内面２６ａから突出する。第２の壁３５ｂは、第１の壁３５ａに対して実質上直交する方向に延びる。例えば図４に示す場合、第２の壁３５ｂは、Ｘ軸に沿う方向に延びることで、Ｚ軸に沿う方向に延びる第１の壁３５ａと略直交する。なお、第２の壁３５ｂが延びる方向はこれに限らない。

上記のように、第２の壁３５ｂは、Ｘ軸に沿って、直線状に延びる。このような第２の壁３５ｂの一方の端部は、第２の流路２６の内面２６ａの左方の端部に接続される。一方、第２の壁３５ｂの他方の端部は、第２の流路２６の内面２６ａの右方の端部に接続される。言い換えると、第２の壁３５ｂの他方の端部は、一方の端部と異なる位置において、第２の流路２６の内面２６ａに接続される。

第１の壁３５ａと第２の壁３５ｂとは、第２の流路２６の断面の略中央部分において互いに交差するとともに、互いに接続される。第２の流路２６の断面は、第２の流路２６が延びる方向と直交する仮想平面（図４においては、ＸＺ平面）上の、第２の流路２６の断面である。なお、第１及び第２の壁３５ａ，３５ｂは、第２の流路２６の他の位置で交差及び接続されても良い。

延部３５は、第２の流路２６の第１の部分３１に設けられるが、第２の部分３２には設けられない。第２の部分３２の断面の外形は、第１の部分３１の断面の外形と実質上同一である。このため、第２の部分３２の断面積は、延部３５が設けられた第１の部分３１の断面積よりも大きい。なお、第２の部分３２はこれに限らず、第１の部分３１と異なる形状の外形を有しても良い。

延部３５は、第１の部分３１の第２の流路２６を、複数の分割流路３９に分割する。すなわち、第１の部分３１は、延部３５によって部分的に複数の分割流路３９に分けられた、第２の流路２６の一部である。分割流路３９のそれぞれの断面積は、第２の流路２６の第２の部分３２の断面積よりも小さい。

第２の流路２６の第１の部分３１と、第２の流路２６の端部２６ｄとの間に、直部２６ｂや曲部２６ｃを含んだ第２の流路２６の第２の部分が配置される。このため、第１の部分３１は、第２の流路２６の端部２６ｄから見た場合に、キャビティ２２の一部に隠される。このため、第１の部分３１に設けられた延部３５は、第２の流路２６の端部２６ｄから見た場合に、キャビティ２２の一部に隠される。なお、延部３５の一部が、第２の流路２６の端部２６ｄから見た場合に視認可能であっても良い。

第２の流路２６の内面２６ａは、第１の領域４１と、第２の領域４２とを有する。第１の領域４１は、例えば、キャビティ２２が三次元プリンタ１０１によって積層造形される際に、研磨によって滑らかにされた部分である。第２の領域４２は、例えば、キャビティ２２が三次元プリンタ１０１によって積層造形される際に、研磨されなかった部分である。

例えば、第１の領域４１は、三次元プリンタ１０１が材料Ｍの層を上方向に積層する場合において、上方向又は前後左右方向に向く部分である。このため、加工器具が上方向又は前後左右方向から第１の領域４１を研磨することが可能となり、第１の領域４１は、研磨により滑らかにされる。

一方、第２の領域４２は、例えば、三次元プリンタ１０１が材料Ｍの層を上方向に積層する場合において、下方向に向く部分である。このため、加工器具が上方向から第２の領域４２を研磨することが難しく、第２の領域４２は、積層造形された状態のまま保たれる。このような第２の領域４２は、第１の領域４１に対向するとともに、第１の領域４１よりも粗い。

第１及び第２の領域４１，４２が設けられる部分は、上述された部分に限らない。また、第２の流路２６の内面２６ａの粗さは、均一であっても良い。

以上説明されたキャビティ２２を有した金型１１と、当該金型１１によって成型される成形品１３とは、以下に説明されるように冷却される。まず、図１に示す供給装置１２から、熱媒体である水が、第２の流路２６の一方の端部から当該第２の流路２６に供給される。

水は、第２の流路２６の第２の部分３２を通り、第１の部分３１を流れる。第１の部分３１は第２の部分３２よりもキャビティ面２２ａに近い。さらに、第１の部分３１に延部３５が設けられることで、第１の部分３１の長さ当たりの表面積は、第２の部分３２の長さ当たりの表面積よりも広い。このため、第１の部分３１を流れる水は、キャビティ２２を介して、空洞部２３に形成された成形品１３との間で熱交換を行う。これにより、成形品１３が冷却される。

水は、第１の部分３１から、第２の流路２６の他方の端部側の第２の部分３２に流れる。水は、第２の部分３２を通り、第２の流路２６の他方の端部から、供給装置１２に戻される。供給装置１２は、戻された水を例えば濾過し、第２の流路２６の一方の端部から再度当該第２の流路２６に供給する。このように、第２の流路２６を水が循環することで、成形品１３及びキャビティ２２が冷却される。

第２の流路２６を流れる水は、成形品１３及びキャビティ２２を冷却するのみならず、温めても良い。すなわち、第２の流路２６は、冷却、加熱、及び保温のような種々の温度調節のための熱媒体を流されることが可能である。

第１の実施の形態に係る成型装置１０において、キャビティ２２に設けられた第２の流路２６に、第２の流路２６の内面２６ａから突出するとともにキャビティ２２と一体に形成された延部３５が設けられる。これにより、延部３５が設けられない場合に比べて第２の流路２６の内面２６ａの長さ当たりの表面積が拡大する。したがって、熱交換の対象である成形品１３と、熱媒体である水との間で、より効率良く熱交換を行うことが可能となる。さらに、延部３５が設けられない場合に比べて、キャビティ２２の、第２の流路２６が設けられた部分の剛性が向上する。このため、キャビティ２２の、外力が作用する部分であるキャビティ面２２ａの近傍に、第２の流路２６を設けやすくなる。これにより、さらに効率良く熱交換を行うことが可能となる。

さらに、延部３５は、キャビティ２２と一体に形成される。このため、例えば、キャビティ２２とは別の部材として形成された延部３５が第２の流路２６に挿入され、第２の流路２６の内面２６ａに熱的に接続された場合に比べ、効率良く熱交換を行うことが可能となる。

さらに、延部３５が設けられることで、第２の流路２６を流れる水に乱流が生じやすくなる。当該乱流が生じることにより、水と成形品１３との間でより効率良く熱交換が生じ得る。

第２の流路２６は、延部３５が設けられた第１の部分３１と、第１の部分３１よりも断面積が大きい第２の部分３２とを含む。これにより、第１の部分３１で第２の部分３２よりも効率良く熱交換が行われ、第２の部分３２で第１の部分３１よりも水の流量を増加させることができる。したがって、例えば、成形品１３の形状や条件に応じた第２の流路２６が形成可能となり、成形品１３と水との間でより効率良く熱交換を行うことが可能となる。

延部３５の両端が、第２の流路２６の内面２６ａにそれぞれ接続される。これにより、第２の流路２６の径方向の外力がキャビティ２２に作用した場合に、延部３５がキャビティ２２を支持することが可能となり、当該外力による第２の流路２６の変形が抑制される。言い換えると、キャビティ２２の、第２の流路２６が設けられた部分の剛性が向上する。

延部３５は、キャビティ面２２ａの、当該延部３５が設けられる位置から最も近い部分、に対して実質上垂直方向に延びる。これにより、キャビティ面２２ａに外力が作用した場合、延部３５が当該外力による第２の流路２６の変形を抑制する。言い換えると、キャビティ２２の、第２の流路２６が設けられた部分の剛性が向上する。

例えば、空洞部２３に成形品１３の材料が供給されると、キャビティ面２２ａに、例えば１００ＭＰａ以上の圧力（外力）が作用する。しかし、第２の流路２６に設けられた延部３５がキャビティ２２を支持することで、外力による第２の流路２６の変形が抑制される。

延部３５は、第２の流路２６において互いに交差するとともに互いに接続された第１及び第２の壁３５ａ，３５ｂを有する。これにより、第２の流路２６の径方向の外力がキャビティ２２に作用した場合に、第１及び第２の壁３５ａ，３５ｂがキャビティ２２を支持することが可能となり、当該外力による第２の流路２６の変形が抑制される。言い換えると、キャビティ２２の、第２の流路２６が設けられた部分の剛性が向上する。

第２の流路２６の内面２６ａは、第１の領域４１と、第１の領域４１に対向するとともに第１の領域４１よりも粗い第２の領域４２と、を有する。このため、第２の領域４２の近傍において、第２の流路２６を流れる水に乱流が生じやすい。当該乱流が生じることにより、水とキャビティ２２との間でより効率良く熱交換が生じ得る。さらに、第２の領域４２が設けられない場合に比べ、第２の流路２６の長さ当たりの表面積が拡大し、水とキャビティ２２との間でより効率良く熱交換が生じ得る。

キャビティ２２は、三次元プリンタ１０１によって積層造形される。このため、第２の流路２６を例えばドリルのような切削工具によって形成する場合に比べ、第２の流路２６に曲部２６ｃを設けることが容易になる。したがって、第２の流路２６の形状の自由度が向上し、水と成形品１３との間でより効率良く熱交換が可能な第２の流路２６を形成することが可能となる。

なお、上記の記載において、流路の一例である第２の流路２６に設けられた延部３５について説明されたが、第１の流路２５も流路の一例であって良い。すなわち、コア２１に設けられた第１の流路２５に、第１の流路２５の内面から突出するとともにコア２１と一体に形成された壁部が設けられて良い。第１の流路２５に設けられたコア２１の壁部は、キャビティ２２の延部３５と同様の機能を有する。

以下に、第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。

図５は、第２の実施の形態に係るキャビティ２２の一部を示す断面図である。図５に示すように、第２の実施形態の第２の流路２６の断面形状は、長円状に形成される。第２の流路２６の断面形状は、キャビティ面２２ａに対して略平行で、且つ第２の流路２６が延びる方向に対して略直交する方向に延びる長円状である。

キャビティ２２は、第２の流路２６の第１の部分３１に設けられた延部３５を有する。延部３５は、キャビティ面２２ａの、当該延部３５が設けられる部分から最も近い部分に対して、実質上垂直方向に延びる。例えば図５に示す場合、延部３５から最も近い位置において、キャビティ面２２ａは、ＸＹ平面と略平行に広がる。このため、延部３５は、キャビティ面２２ａに対して略垂直な、Ｚ軸に沿う方向に延びる。なお、延部３５が延びる方向はこれに限らない。

第２の実施形態の成型装置１０において、第２の流路２６の断面形状は、キャビティ面２２ａに対して略平行で、且つ第２の流路２６が延びる方向に対して略直交する方向に延びる。このため、第２の流路２６は、狭い場所に設けられることが可能である。

以下に、第３の実施の形態について、図６を参照して説明する。図６は、第３の実施の形態に係るキャビティ２２の一部を示す断面図である。図６に示すように、第３の実施形態のキャビティ２２は、第２の流路２６の第１の部分３１に設けられた、網目状の延部３５を有する。

詳しく説明すると、延部３５に、複数の孔５１が設けられる。孔５１の断面積は第２の流路２６の断面積よりも小さいが、熱媒体である水は、孔５１を流れることが可能である。図６における孔５１の断面形状は四角形であるが、孔５１の形状はこれに限らず、円形のような他の形状であっても良い。

複数の孔５１が設けられることにより、延部３５は、網目状に形成される。複数の孔５１は、互いに接続される。このため、水は、互いに接続された複数の孔５１を通ることで、第２の流路２６を流れる。

第２の流路２６の断面において、延部３５は、環状に形成される。このため、延部３５の内側に、流通部５２が設けられる。流通部５２は、延部３５の内周面によって規定される流路である。流通部５２の断面積は、孔５１の断面積よりも大きい。なお、延部３５は、流通部５２を形成せずに、第２の流路２６の断面の全域に設けられても良い。

複数の孔５１は、流通部５２に接続される。このため、孔５１を流れる水が、流通部５２に流れ込むことが可能である。同様に、流通部５２を流れる水が、孔５１に流れ込むことが可能である。

第３の実施形態の成型装置１０において、延部３５に、熱媒体である水を流されることが可能であるとともに第２の流路２６の断面積よりも小さい断面積を有する複数の孔５１が設けられる。これにより、第２の流路２６の長さ当たりの表面積が拡大し、成形品１３と水との間でより効率良く熱交換を行うことが可能となる。

延部３５の内側に、孔５１の断面積よりも大きい断面積を有する流通部５２が設けられる。水は、複数の孔５１よりも、流通部５２に流れやすい。一方、第２の流路２６に流れる水に、錆や塵埃のような不純物が混入することがある。このような不純物は、水とともに流通部５２に流れやすく、孔５１に流入し難い。したがって、不純物が孔５１を塞ぐことが抑制される。

上記第３の実施形態において、延部３５は、網目状に形成される。しかし、延部３５はこれに限らず、例えば、複数の孔５１が設けられた、多孔質な部分として形成されても良い。

以下に、第４の実施の形態について、図７を参照して説明する。図７は、第４の実施の形態に係るキャビティ２２の一部を示す断面図である。図７に示すように、第４の実施形態の延部３５は、複数の第１の突起６１と複数の第２の突起６２とを有する。

第１及び第２の突起６１，６２は、第２の流路２６の第１の部分３１に設けられ、キャビティ２２の他の部分と一体に形成される。第１及び第２の突起６１，６２は、第２の流路２６の内面２６ａから突出する。

第１の突起６１は、第２の流路２６の内面２６ａの上方の端部から突出する。第１の突起６１は、第２の流路２６が延びる方向に、間隔を空けて配置される。第２の突起６２は、第２の流路２６の内面２６ａの下方の端部から突出する。第２の突起６２は、第２の流路２６が延びる方向に、間隔を空けて配置される。第１及び第２の突起６１，６２は、第２の流路２６が延びる方向において、交互に配置される。なお、第１及び第２の突起６１，６２の配置はこれに限らない。

第４の実施形態の成型装置１０において、第２の流路２６に、第２の流路２６の内面２６ａから突出するとともにキャビティ２２と一体に形成された第１及び第２の突起６１，６２が設けられる。これにより、第１及び第２の突起６１，６２が設けられない場合に比べて第２の流路２６の長さ当たりの表面積が拡大する。したがって、成形品１３と水との間でより効率良く熱交換を行うことが可能となる。

以下に、第５の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、第５の実施の形態に係るキャビティ２２の一部を示す断面図である。図８に示すように、第５の実施形態の延部３５は、螺旋状に形成される。

詳しく説明すると、延部３５は、捩られた板状に形成される。このため、延部３５は、第２の流路２６において、二つの旋回流路７１を形成する。旋回流路７１は、延部３５によって分割された分割流路３９であり、螺旋状に延びる。言い換えると、旋回流路７１は、第２の流路２６が延びる方向に進むに従って、第２の流路２６の中心軸Ａｘ周りに回転する軌道で延びる。

旋回流路７１は、第２の流路２６が延びる方向に進むに従って、キャビティ面２２ａに近づく方向（図８における下方）と、キャビティ面２２ａから遠ざかる方向（図８における上方）とに、交互に向かう。一方の旋回流路７１がキャビティ面２２ａに近づく場合、他方の旋回流路７１はキャビティ面２２ａから遠ざかる。

第５の実施形態の成型装置１０において、延部３５は、第２の流路２６において、第２の流路２６が延びる方向に進むに従って、当該第２の流路２６の中心軸Ａｘ周りに回転する螺旋状の軌道で延びる旋回流路７１を形成する。これにより、第２の流路２６を流れる水が接する、当該第２の流路２６の内面２６ａが向く方向が、第２の流路２６を進むに従って変化する。

例えば、第２の流路２６の径方向の一方向側が相対的に熱く、他方向側が相対的に冷たい場合、水は、旋回流路７１を進むに従って熱い部分と冷たい部分とを通過する。図８に示す場合、水は、旋回流路７１を進むに従って、より成形品１３に近いキャビティ面２２ａに近い部分（下側）と、より成形品１３から遠いキャビティ面２２ａから遠い部分（上側）とを交互に通過する。成形品１３を成型する際に、キャビティ面２２ａに近い部分は、キャビティ面２２ａから遠い部分よりも熱くなる。

上記のように、旋回流路７１を流れる水は、より熱い部分とより冷たい部分とを交互に通過する。このため、直線状の第２の流路２６を水が流れる場合に比べ、第２の流路２６を流れる水における温度の不均衡が生じることが抑制され、成形品１３と水との間でより効率良く熱交換を行うことが可能となる。

以下に、第６の実施の形態について、図９を参照して説明する。図９は、第６の実施の形態に係るキャビティ２２の一部を示す斜視図である。図９は、説明のため、キャビティ２２の外形を省略して示す。

図９に示すように、第６の実施形態の第２の流路２６は、第１の区間８１と、第２の区間８２とを含む。第１及び第２の区間８１，８２は、例えば、部分とも称され得る。

第２の区間８２は、第１の区間８１と異なる断面形状を有する。例えば、図９に示すように、第１の区間８１は円形の断面形状を有し、第２の区間８２は長円形の断面形状を有する。なお、第１及び第２の区間８１，８２の断面形状はこれに限らない。

第１の区間８１に、第２の部分３２が設けられる。第２の区間８２に、第１の部分３１と、第２の部分３２とが設けられる。図９は、第２の区間８２における第１の部分３１と第２の部分３２との間の境界を、二点鎖線で示す。なお、第１及び第２の区間８１，８２はこれに限らず、例えば、第１の区間８１に第１の部分３１と第２の部分３２とが設けられても良いし、第２の区間８２に第１の部分３１のみが設けられても良い。

図９において、第１の部分３１に、第２の実施形態と同じ延部３５が設けられる。しかし、第１の部分３１はこれに限らず、第１、第３、第４、及び第５の実施形態の延部３５が設けられても良い。

第６の実施形態の成型装置１０において、第２の区間８２は、第１の区間８１と異なる断面形状を有する。これにより、例えば、成形品１３の形状や条件に応じた第２の流路２６が形成可能となり、成形品１３と水との間でより効率良く熱交換を行うことが可能となる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、壁部が、熱媒体を流されることが可能な流路に設けられるとともに、当該流路が設けられた部材と一体に形成される。これにより、熱交換の対象と熱媒体との間でより効率良く熱交換を行うことが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施の形態において、流路の一例である第２の流路２６は、部材の一例であるキャビティ２２に設けられる。しかし、流路が設けられる部材はこれに限らず、例えば、配管やヒートパイプのような他の部材であっても良い。

１０…成形装置、１１…金型、１２…供給装置、２２…キャビティ、２２ａ…キャビティ面、２６…第２の流路、２６ａ…内面、３１…第１の部分、３２…第２の部分、３５…延部、３５ａ…第１の壁、３５ｂ…第２の壁、４１…第１の領域、４２…第２の領域、５１…孔、７１…旋回流路、８１…第１の区間、８２…第２の区間、Ａｘ…中心軸。

Claims (12)

1. 一体的に形成され、熱媒体を流されることが可能な流路が内部に設けられた部材と、
   前記流路に設けられ、前記流路の内面から延び、前記部材と一体的に形成されるとともに、少なくとも一部が前記流路の端部から見た場合に前記部材の一部に隠された、延部と、
   を具備した流路構造体。
2. 前記部材が積層造形された、請求項１の流路構造体。
3. 前記流路は、前記延部がそれぞれ設けられた少なくとも一つの第１の部分と、少なくとも一つの第２の部分と、を含んだ、請求項１又は請求項２の流路構造体。
4. 前記延部の一方の端部が前記流路の前記内面に接続され、前記延部の他方の端部が前記一方の端部と異なる位置において前記流路の前記内面に接続される、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの流路構造体。
5. 前記部材が外面を有し、
   前記流路が前記外面に沿って延び、
   前記延部は、前記外面の、当該延部が設けられる位置から最も近い部分、に対して実質上垂直方向に延びる、
   請求項４の流路構造体。
6. 前記延部は、前記流路において互いに交差するとともに互いに接続された複数の壁を有する、請求項５の流路構造体。
7. 前記延部は、前記流路において、螺旋状に延びる旋回流路を形成する、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの流路構造体。
8. 前記延部に、前記熱媒体を流されることが可能であるとともに前記流路の断面積よりも小さい断面積を有する複数の孔が設けられる、請求項１乃至請求項３のいずれか一つの流路構造体。
9. 前記流路は、第１の区間と、前記第１の区間と異なる断面形状を有する第２の区間と、を含む、請求項１乃至請求項８のいずれか一つの流路構造体。
10. 前記流路の前記内面は、第１の領域と、前記第１の領域に対向するとともに前記第１の領域よりも粗い第２の領域と、を有する請求項１乃至請求項９のいずれか一つの流路構造体。
11. 積層造形された流路構造体であって、
    熱媒体を流されることが可能な流路が内部に設けられた部材と、
    前記流路に設けられ、前記流路の内面から突出し、前記部材と一体に形成された延部と、
    を具備した流路構造体。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一つの流路構造体と、
    前記流路に前記熱媒体を供給する供給部と、
    を具備した温度調節装置。

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