JP2022040690A - 流体吐出機および３ｄプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】持ち運びに便利で小規模な工事現場への搬出も可能であって小型の造形物の製作が可能な流体吐出機および流体吐出機を利用した３Ｄプリンタを提供する。【解決手段】本発明における流体吐出機１は、筒状であって３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを有するステータ３とステータ３内で公転および自転する２条のねじ部４ａ，４ｂを有するロータ４とを備えて吸込口Ｉに投入される力を加えると粘度が低下する流体を吐出口Ｅから吐出する回転容積式一軸偏心ねじ形式のポンプ２と、ポンプ２の吐出口Ｅに設けられた吐出ノズル５と、ロータ４を公転および自転駆動する駆動部６とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、流体吐出機および３Ｄプリンタに関する。

３Ｄプリンタは、材料を層にして重ねることで複雑な構造の造形物を作成することができる。このような３Ｄプリンタで使用される材料は、プラスチックやメタル合金などが一般的ではあるが、近年では、モルタルやコンクリートといったセメント系の材料を用いて造形物や構造物を製作しようとする試みが始まっている。

モルタル等の流体を材料として使用する３Ｄプリンタは、３次元データに基づいて流体を正確な場所に正確な量の材料を吐出して層を重ねることで造形物を作成することになる。よって、モルタル等を材料に使用する３Ｄプリンタは、正確な量の材料を吐出可能なように流体吐出機を備えている。

流体吐出機は、ホッパ内のモルタル等を吸い込んで吐出するポンプと、ポンプから圧送されるモルタル等を収容するシリンダと、シリンダの下端に装着される先端が先細りとなる筒状のノズルと、シリンダ内で回転駆動されることによってモルタル等を下方のノズルへと搬送するスクリューとを備えて構成される。

このように構成された流体吐出機は、不連続供給や脈動によってノズルから吐出されるモルタル等の量が不安定にならないように、スクリューでモルタル等を搬送するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１４７３３８号公報

このように構成された流体吐出機を備えた３Ｄプリンタは、建築物や構造物といった大規模な造形物の製作を念頭にしており、そのため、高揚程のポンプでモルタル等を高所へ圧送しつつスクリュー内へ供給するようにしている。このように、大型の構造物を製作する場合には、流体吐出機を以上のような構成としても差し支えないが、流体吐出機を含めた３Ｄプリンタ全体の運搬は容易ではなく、小規模な工事現場や大型車両の出入りが困難な場所への設置ができず、また、小型のコンクリート造形物の製作にも不向きである。

というのは、３Ｄプリンタに利用されるモルタル等は、力が加わらないと高い粘性を示す性質（チキソトロピー性）を備えており、シリンダ内径が小さいと、単にシリンダ内でスクリューを回転駆動しただけではスクリュー内にモルタル等が吸い込まれない。そのため、流体吐出機を小型化すると、高所へモルタル等を圧送するポンプ以外にも、シリンダ内のモルタル等に圧力を加えて粘度を低下させつつモルタル等をスクリュー内に圧送するポンプが別途必要となる。なお、流体吐出機を低所で使用する場合であっても、シリンダ内径を小さくする場合、高所へモルタル等を圧送するポンプは不要となるかもしれないが、シリンダ内のモルタル等に圧力を加えるポンプは必要不可欠となる。

このようなシリンダ内でモルタル等に圧力を加えるポンプの追加をしない場合、モルタル等のスクリュー内への侵入を容易にするためにシリンダ内径を大きくする必要がある。このように、従来の流体吐出機の構造では、シリンダ内径を小さくすると追加のポンプの設置が必要となり追加のポンプとこのポンプの駆動源が必要となって装置の小型化が難しく、そうかと言って追加のポンプの設置をしない場合にはシリンダ内径の小型化が困難である。

以上の理由から、従来の流体吐出機は、小型化が難しく、運搬に不利で小型のコンクリート造形物の製作にも不向きである。さらに、従来の流体吐出機を利用した３Ｄプリンタも小型化できないために、手軽にあらゆる工事現場にてコンクリート造形物を製作することができないという問題があった。

そこで、本発明は、持ち運びに便利で小規模な工事現場への搬出も可能であって小型の造形物の製作が可能な流体吐出機およびこの流体吐出機を利用した３Ｄプリンタの提供を目的としている。

前記した課題を解決するために、本発明の流体吐出機は、筒状であって３条の溝を有するステータとステータ内で公転および自転する２条のねじ部を有するロータとを備えて吸込口に投入される力を加えると粘度が低下する流体を吐出口から吐出する回転容積式一軸偏心ねじ形式のポンプと、ポンプの吐出口に設けられた吐出ノズルと、ロータを公転および自転駆動する駆動部とを備えている。このように構成された流体吐出機では、ポンプがステータに対してロータを回転駆動すると順次流体を吸込んで吸込口から吐出口へ搬送するキャビティを形成するとともに、ステータが３条の溝を備えていて吸込口の面積を大きく確保できる。そのため、力を加えないと粘度が高い流体であっても、吸込口で流体が動きやすくなり、別途のポンプで流体を加圧しなくとも吸込口で流体が留まることなく、流体は、ロータの駆動によって形成されるキャビティ内へ円滑に吸い込まれてポンプの吐出口から脈動による流量変動を伴わずに吐出される。よって、流体吐出機は、粘度の高い流体を別途のポンプで加圧することを要せずに自然に落下させて吸込口に投入すると、流体を吸い込んで吐出ノズルへ吐出でき、不連続供給や脈動もなく安定して流体を吐出できる。

また、流体吐出機は、ポンプを収容するポンプ収容部と流体を内部に投入する投入部とを有するケースと、ポンプの吸込口と投入部の間に流体を貯留する貯留部とを備えていてもよい。このように構成された流体吐出機によれば、ケース内に投入された流体を一旦ポンプの吸込口の上方の貯留部に貯留できるので、ポンプの吸込口の全部に流体を回しこむことができ、常時流体を安定して吐出することができる。

さらに、流体吐出機におけるポンプのステータは、吸込口側端の内周に溝内に流体を導入するテーパ面を備えていてもよい。このように構成された流体吐出機によれば、高粘度の流体であってもスムーズにポンプの吸込口へ流体を移動させ得るので、ポンプにおける流体の吸込がより一層良好となり、より一層安定した流体の吐出が可能となる。

そして、流体吐出機におけるポンプのステータとロータとの間には隙間を設けて、ステータとロータとが非接触となっていてもよい。このように構成された流体吐出機によれば、粘度が高い流体がステータとロータとの間に詰まって大きな摩擦力を受けてロータを駆動部で駆動できなくなる事態を回避でき、ポンプで良好な流体の搬送が可能となる。

また、流体吐出機における吐出ノズルは、ポンプの吐出口と同形状の入口と、流体を吐出する円形の吐出口とを備え、入口と吐出口までの間の内周は入口から吐出口へ向かうにつれ徐々に円形に変化する形状となっている。このように構成された流体吐出機によれば、吐出ノズルの内周の断面積がステータの吐出口の面積よりも大きくならずに済むため、ポンプから吐出される流体がスムーズに吐出ノズル内に導かれるとともに流体に適切に圧力を加えて良好な流体の吐出が可能となる。

そして、さらに、流体吐出機における駆動部は、ステッピングモータと、ロータを公転および自転させるようにステッピングモータの動力を伝達する機構とを備えていてもよい。このように構成された流体吐出機によれば、流体の吐出流量をステッピングモータへ入力するパルス信号のパルス数で管理でき、複雑な制御を用いることなく適切な流量の流体を吐出できる。

また、流体吐出機における機構は、ステータに対して不動の内歯車と、ロータに接続されるシャフトに装着されて内歯車に歯合する外歯車と、シャフトを回転自在に支持するとともにステータに対して周方向に回転可能に設けられる第１プレートと、ステッピングモータの出力軸に取付けられるとともに出力軸の接続位置から偏心した位置でシャフトを回転自在に支持する第２プレートと、第１プレートと第２プレートとを接続する支柱とを備えて構成されてもよい。このように構成された流体吐出機によれば、シャフトが第１プレートと第２プレートとで２点支持されるのでポンプの駆動中にロータに横方向の力が作用しても耐えてロータのステータ内での横ずれを抑制できるとともに、支柱で第１プレートと第２プレートとが連結される構造を採用しているので、第１プレートと第２プレートとが周方向にずれることなく同期して回転でき、安定してロータを駆動できる。

また、流体吐出機は、ケースが貯留部を形成する貯留筒を有し、第１プレートに連結されて貯留筒の内周面に摺接して貯留筒の内周面に付着する流体を掻き落とすスクレーパを備えてもよい。このように構成された流体吐出機は、貯留筒の内壁に付着した流体をスクレーパでかき落せるので、流体のポンプの吸込口への投入を助け、ポンプの吸込不良の発生をより一層効果的に防止できる。

さらに、３Ｄプリンタは、上下一対の枠と、上下の枠を連結する複数の柱とで形成されるフレームと、フレーム内に上下、左右および前後の各方向へ移動可能に配置される流体吐出機と、フレームに対して流体吐出機を上下、前後および左右に駆動する駆動装置とを備えている。このように構成された３Ｄプリンタは、小型化可能で容易に運搬できる流体吐出機を利用しているので、フレームおよび駆動装置についても小型化でき、運搬が容易で、小規模な工事現場や大型車両の出入りが困難な場所への設置も可能となり、小型のコンクリート造形物の製作にも好適となる。

以上より、本発明の流体吐出機および３Ｄプリンタによれば、持ち運びに便利で小規模な工事現場への搬出も可能であって小型の造形物の製作が可能となる。

一実施の形態における３Ｄプリンタの斜視図である。 一実施の形態における流体吐出機の縦断面図である。 一実施の形態における流体吐出機のポンプにおけるステータの拡大断面図である。 一実施の形態における流体吐出機のポンプにおけるロータの側面図である。 一実施の形態における流体吐出機のポンプにおけるステータの底面図である。 一実施の形態における流体吐出機のポンプの動作を説明する図である。 一実施の形態における流体吐出機の吐出ノズルの斜視図である。 一実施の形態における流体吐出機の吐出ノズルの平面図である。 一実施の形態における流体吐出機の駆動部の機構部分の平面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態における流体吐出機１は、ステータ３とステータ３内で公転および自転するロータ４とを有する回転容積式一軸偏心ねじ形式のポンプ２と、ポンプ２の吐出口Ｅに設けられた吐出ノズル５と、ロータ４を公転および自転駆動する駆動部６とを備えており、立方格子状のフレーム５０に上下、左右および前後方向へ移動可能に設置されて３Ｄプリンタ１００に利用されている。

本実施の形態では、流体吐出機１は、図１に示すように、３Ｄプリンタ１００のコントローラ１０１にインプットされる造形物をモデリングした三次元データに基づいてフレーム５０内で駆動制御されて３Ｄプリンタ用のモルタルを吐出してモルタル製の造形物を製作するのに使用される。

流体吐出機１で吐出される流体は、力が加えられると粘度が低下する流体であればよい。力を加えると粘度が低下する流体は、ビンガム流体、擬塑性流体といった流体とされてもよい。なお、本実施の形態のように、３Ｄプリンタ１００によってセメント系材料で製作される造形物を製作する場合、流体は、モルタル以外にも例えばセメントペーストやコンクリートといった種々のセメント系混合流体とされればよく、自立するとともに、速硬性を有する流体が好ましい。流体が高いチキソトロピー性を備えていると、流体吐出機１による良好な流体吐出と、吐出後の流体の自立性を満足できるので、３Ｄプリンタ１００での用途での使用の場合、流体は高チキソトロピー性を備えているとよい。

セメント系混合流体にて速硬性を得るには、早強材、セメント硬化促進剤の添加、急結剤を使用すればよく、流体吐出機１から流体を吐出まで所定の流動性を維持できるようにクエン酸、酒石酸、グルコン酸およびリンゴ酸等のオキシカルボン酸またはそれらの塩等といった凝結遅延剤を混合するとよい。なお、速硬性を有するセメント系混合流体としては、具体的には、特開２００５－１８７２５７号公報等に開示されているものがある。

また、流体をセメント系混合流体とする場合、ポリプロピレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維やアラミド繊維等の合成樹脂繊維を針状に形成した短長繊維や、鋼繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、セラミック繊維、炭素繊維等の無機繊維を補強材として混合したセメント系混合流体とされてもよい。

以下、流体吐出機１および３Ｄプリンタ１００の各部について詳細に説明する。３Ｄプリンタ１００は、立方格子状のフレーム５０と、フレーム５０内に上下、左右および前後の各方向へ移動可能に配置される流体吐出機１と、フレーム５０に対して流体吐出機１を上下、前後および左右に駆動する駆動装置６０と、駆動装置６０および流体吐出機１を制御するコントローラ１０１と備えて構成されている。

フレーム５０は、図１に示すように、上下一対の矩形の枠５１，５２と、上下の枠５１，５２の頂点同士に架け渡される４つの柱５３とを備えている。上方の枠５１および下方の枠５２は、ともに、同じ長さの単管パイプ５１ａ，５２ａを４つのジョイント５１ｂ，５２ｂで四角に組んで形成されている。また、ジョイント５１ｂ，５２ｂは、４つの単管パイプ５１ａ，５２ａを直交するように連結するだけでなく、枠５１，５２に柱５３を垂直に連結するジョイントとしても機能するようＹ型のジョイントとされている。

このようにして形成された枠５１および枠５２は、ジョイント５１ｂ，５２ｂに上端と下端がそれぞれ接続される４つの柱５３によって連結されている。なお、本実施の形態の３Ｄプリンタ１００では、柱５３は、単管パイプ５１ａ，５２ａと長さが同じ単管パイプとされている。よって、柱５３によって上方の枠５１と下方の枠５２とが連結されると、各辺が同じ長さの立方格子状のフレーム５０が形成される。なお、この場合、柱５３の長さを枠５１，５２の一辺の長さと同じに設定しているが、各柱５３の長さが同じであれば、柱５３の長さは、枠５１，５２の一辺の長さと異なっていてもよい。また、枠５１，５２を矩形とする場合、枠５１，５２における対面する辺同士の長さが同じであれば、隣りの辺同士の長さが異なっていてもよい。なお、枠５１，５２は、単管パイプ５１ａ，５２ａ以外にもチャンネル材やアングル材その他棒状の鋼材を組んで形成されてもよい。さらに、枠５１，５２は、矩形に限らず矩形以外の形状とされてもよい。また、柱５３は、枠５１，５２の頂点同士を連結しているが、枠５１，５２の頂点以外の部分を連結するようにしてもよいし、フレーム５０が安定するのであれば、柱５３の本数は複数であれば４本に限定されない。

本実施の形態では、フレーム５０は、ジョイント５１ｂ，５２ｂを利用して単管パイプ５１ａ，５２ａと単管パイプでなる柱５３に分解可能とされているので、３Ｄプリンタ１００を設置する工事現場へフレーム５０をコンパクトな荷姿で搬送できる。また、柱５３は、単管パイプ以外にも、チャンネル材、アングル材やその他の鋼材とされてもよい。

駆動装置６０は、フレーム５０の左側の２本の柱５３に架け渡されて柱５３に沿って鉛直方向へ平行移動可能なガイドレール６１と、フレーム５０の右側の２本の柱５３に架け渡されて柱５３に沿って鉛直方向へ平行移動可能であって軸回りに回転可能な螺子軸６２と、ガイドレール６１上をそれぞれ走行する２つのスライダ６３，６３と、螺子軸６２に螺着される２つのナット６４，６４と、一方のスライダ６３と一方のナット６４とに架け渡されてガイドレール６１および螺子軸６２に沿ってフレーム５０に対して前後方向へ移動可能なガイドレール６５と、ガイドレール６５に対して平行に他方のスライダ６３と他方のナット６４とに架け渡されてフレーム５０に対して前後方向へ移動可能であって軸回りに回転可能な螺子軸６６と、ガイドレール６５上をそれぞれ走行する２つのスライダ６７，６７と、螺子軸６６に螺着される２つのナット６８，６８と、スライダ６７およびナット６８に連結されるテーブル６９と、ガイドレール６１および螺子軸６２をフレーム５０に対して上下方向へ駆動可能なＺ軸アクチュエータ７０と、ガイドレール６５および螺子軸６６をフレーム５０に対して前後方向へ駆動可能なＹ軸アクチュエータ７１と、テーブル６９に保持される流体吐出機１をフレーム５０に対して左右方向へ駆動可能なＸ軸アクチュエータ７２とを備えている。

ガイドレール６１は、両端に柱５３上を走行する図示しないローラを備えて柱５３に装着される走行部６１ａを備えており、柱５３間に平行に架け渡されており、そのままの姿勢で柱５３に沿って図１中上下方向へ移動できる。螺子軸６２は、両端に軸回りに回転可能に装着される走行部６２ａを備えている。また、走行部６２ａは、柱５３上を走行する図示しないローラを備えている。そして、螺子軸６２は、走行部６２ａを介して柱５３間にガイドレール６１に対して平行に架け渡されており、ガイドレール６１と平行な状態を保ったまま柱５３に沿って図１中上下方向へ移動できるとともに、軸回りに回転できる。なお、ガイドレール６１および螺子軸６２の設置態様は、これ以外にもたとえば、上方の枠５１と下方の枠５２とに上下方向となる垂直にリニアガイドを架け渡たして、リニアガイドのスライダにガイドレール６１および螺子軸６２を上下方向移動可能に装着することもできる。この場合、リニアガイドが別途必要となるので、柱５３に上下動可能にガイドレール６１と螺子軸６２を装着したほうが部品点数の削減を図れる。

本実施の形態の３Ｄプリンタ１００では、スライダ６３は、ガイドレール６１に走行可能に２つ装着されており、ガイドレール６１とともにリニアガイドを構成している。なお、ガイドレール６１とスライダ６３とでリニアガイドを構成しているが、スライダ６３のガイドレール６１の軸方向に沿う円滑な移動を実現できればよいので、ガイドレール６１とスライダ６３とは、リニアガイド以外にもガイド機能を発揮できるガイド装置とされてもよい。よって、たとえば、ガイドレール６１を円柱状の軸とし、スライダ６３を台車または円筒状のブッシュとしてスライダ６３のガイドレール６１に対する軸方向への移動を可能とするものであってもよい。その場合、ガイドレール６１とスライダ６３とをボールスプラインとする場合、ブッシュであるスライダ６３内に軸であるガイドレール６１の延長方向に沿って形成される溝内を転動するボールを備えているので、スライダ６３は、滑らかにガイドレール６１上を走行可能としつつ軸周りの回転を阻止でき、ガイドレール６５と螺子軸６６の支持に向く。ナット６４は、螺子軸６２に回転可能に螺着されており、螺子軸６２が回転駆動されると螺子軸６２の軸方向に沿って移動できる。

また、ガイドレール６５は、ガイドレール６１を走行するスライダ６３と螺子軸６２に螺着されたナット６４とにフレーム５０の左右方向に互いに平行に架け渡されており、互いに平行の状態でフレーム５０に対して前後方向に移動できる。螺子軸６６は、ガイドレール６１を走行するスライダ６３と螺子軸６２に螺着されたナット６４とに、ガイドレール６５に対して平行に架け渡されていて、ガイドレール６５と平行な状態でフレーム５０に対して前後方向に移動できる。また、螺子軸６６は、スライダ６３とナット６４とに軸回りに回転可能に取り付けられている。

さらに、ガイドレール６５には、それぞれ、２つずつスライダ６７，６７が装着されている。ガイドレール６５とスライダ６７とは、リニアガイドとされているが、ガイドレール６５とスライダ６７は、ガイドレール６１とスライダ６３と同様に、スライダ６７のガイドレール６５に対する軸方向に沿う円滑な移動を実現できればよいので、リニアガイド以外にもガイド機能を発揮できるガイド装置とされてもよい。ナット６８は、螺子軸６６に回転可能に螺着されており、螺子軸６６が回転駆動されると螺子軸６６の軸方向に沿って移動できる。

スライダ６７とナット６８には、テーブル６９が設けられている。テーブル６９は、本実施の形態の３Ｄプリンタ１００では、矩形であって四隅がそれぞれ対応するスライダ６７とナット６８に連結され、ガイドレール６５および螺子軸６６に沿ってフレーム５０に対して左右方向へ移動可能となっている。そして、テーブル６９には、流体吐出機１が着脱可能に装着される。テーブル６９への流体吐出機１の装着については、ボルトによる締結、チャック等の把持装置による締結など任意の装着手段を採用できる。また、テーブル６９を介さずに流体吐出機１を直接スライダ６７とナット６８に連結することも可能であるが、重量のある流体吐出機１に複数のスライダ６７とナット６８に個々に連結する作業が必要となり装着に手間がかかる。これに対してテーブル６９を設けると、流体吐出機１をテーブル６９に載置させることができるようになり、流体吐出機１の重量を支える必要がなくなるので、流体吐出機１の駆動装置６０への設置作業が容易となる。

Ｚ軸アクチュエータ７０は、ガイドレール６１と螺子軸６２とをそれぞれ上下に駆動するように、フレーム５０に対して左右に対を成して設けられている。各Ｚ軸アクチュエータ７０は、モータ７０ａと、螺子軸７０ｂおよびナット７０ｃで構成される送り螺子機構とを備えてフレーム５０とガイドレール６１と螺子軸６２との間に介装される電動リニアアクチュエータとされており、互いに同期してガイドレール６１と螺子軸６２を上下方向へ駆動できる。送り螺子機構は、不可逆性を備えており、モータの動力によってガイドレール６１と螺子軸６２を上下動させ得るが、モータが停止される場合、ガイドレール６１と螺子軸６２の位置をモータからの動力なしに維持できるものを利用するとよい。送り螺子機構が不可逆性を備えていれば、重量物である流体吐出機１を上下方向にて静止させる際にＺ軸アクチュエータ７０におけるモータが出力するトルクで支える必要がなくなるので、モータにおける電力消費が低減されるとともにモータの劣化も抑制できる。なお、Ｚ軸アクチュエータ７０は、電動リニアアクチュエータ以外にも或いは空圧や液圧を利用したアクチュエータとされてもよいし、ベルト駆動によってガイドレール６１と螺子軸６２を上下に駆動するものでもよい。また、Ｚ軸アクチュエータ７０の設置数は、任意に変更可能であり、駆動対象である流体吐出機１の重量に応じて増減可能である。

また、Ｙ軸アクチュエータ７１は、螺子軸６２を回転駆動可能なモータ７１ａと、螺子軸６２とナット６４とで構成される送り螺子機構とで構成されている。Ｙ軸アクチュエータ７１は、モータ７１ａで螺子軸６２を回転駆動させてナット６４を螺子軸６２の軸方向となる前後方向へ駆動できる。スライダ６３とナット６４は、ガイドレール６５、螺子軸６６、スライダ６７、ナット６８およびテーブル６９によって互いに連結されている。そのため、ナット６４の螺子軸６６回りの回転が規制され、Ｙ軸アクチュエータ７１は、ガイドレール６５と螺子軸６６をフレーム５０に対して前後方向へ駆動できる。

さらに、Ｘ軸アクチュエータ７２は、螺子軸６６を回転駆動可能なモータ７２ａと、螺子軸６６とナット６８とで構成される送り螺子機構とで構成されている。Ｘ軸アクチュエータ７２は、モータ７２ａで螺子軸６６を回転駆動させてナット６８を螺子軸６６の軸方向となる左右方向へ駆動できる。スライダ６７とナット６８は、テーブル６９によって互いに連結されている。そのため、ナット６８の回転が規制され、Ｘ軸アクチュエータ７２は、テーブル６９をフレーム５０に対して左右方向へ駆動できる。

なお、本実施の形態では、Ｙ軸アクチュエータ７１およびＸ軸アクチュエータ７２は、電動リニアアクチュエータとされているが、空圧や液圧を利用したアクチュエータとされてもよい。本実施の形態では、Ｙ軸アクチュエータ７１およびＸ軸アクチュエータ７２の螺子軸６２，６６がテーブル６９の前後左右方向への移動を案内するガイドの役割も果たしているが、ガイドレール６１とスライダ６３とで構成されるリニアガイドを一対とし、ガイドレール６５とスライダ６７とで構成されるリニアガイドを一対として、Ｙ軸アクチュエータ７１およびＸ軸アクチュエータ７２は、流体吐出機１の重量を支持しない構造を採用してもよい。

また、流体吐出機１を前後および左右の２方向へ駆動する駆動源としては、Ｙ軸アクチュエータ７１およびＸ軸アクチュエータ７２に代えて、一端がテーブル６９の左側に他端がテーブル６９の右側にそれぞれ接続される第１ベルトと、一端がテーブル６９の右側に他端がテーブル６９の左側にそれぞれ接続される第２ベルトと、第１ベルトが巻き回される第１プーリを回転駆動する第１ステッピングモータと、第２ベルトが巻き回される第２プーリを回転駆動する第２ステッピングモータとを備えて、各ステッピングモータの回転駆動によってテーブル６９を前後左右に駆動する、所謂ｃｏｒｅ－ＸＹと称される駆動装置を駆動源としてもよい。なお、この駆動装置を利用する場合、ガイドレール６１とスライダ６３とで構成されるリニアガイドを一対とし、ガイドレール６５とスライダ６７とで構成されるリニアガイドを一対として、流体吐出機１の重量を支持するようにするとよい。

このように構成された駆動装置６０は、一対のＺ軸アクチュエータ７０，７０によってガイドレール６１および螺子軸６２を上下方向に駆動することで流体吐出機１を上下方向に駆動でき、Ｙ軸アクチュエータ７１によってガイドレール６５および螺子軸６６を前後方向に駆動することで流体吐出機１を前後方向に駆動でき、Ｘ軸アクチュエータ７２によってテーブル６９を左右方向に駆動することで流体吐出機１を左右方向に駆動できる。したがって、駆動装置６０は、これらのＺ軸アクチュエータ７０、Ｙ軸アクチュエータ７１およびＸ軸アクチュエータ７２を適宜駆動することによって、流体吐出機１をフレーム５０内で上下、前後および左右の３方向へ移動させ得る。

つづいて、流体吐出機１は、図２に示すように、ポンプ２と、ポンプ２の吐出口Ｅに設けられた吐出ノズル５と、ロータ４を公転および自転駆動する駆動部６とを備えている。また、流体吐出機１は、ポンプ２および吐出ノズル５および駆動部６の一部を収容するケース７を備えている。

ケース７は、ポンプ２を収容するポンプ収容部を形成する円筒状のポンプ収容筒８と、ポンプ収容筒８の上方に配置されてモルタルをポンプ２の吸込口Ｉの上方に貯留する貯留部を形成する貯留筒９と、貯留筒９内へ流体を投入する投入部として投入管１０と、貯留筒９とともに駆動部６の一部を収容する有頂筒状のキャップ１１と、ポンプ収容筒８の下端の螺子部８ｂに螺着される環状のノズルホルダ１２とを備えている。

ポンプ収容筒８は、円筒状であって上端近傍の外周にフランジ８ａを備えるとともに下端外周に螺子部８ｂを備えており、内方にポンプ２が収容されてポンプ収容部として機能する。本実施の形態の流体吐出機１におけるフランジ８ａは、周方向に等間隔に設けられて螺子軸１３の挿通を許容する４つの孔８ｃを備えている。

また、ポンプ収容筒８の下端外周の螺子部８ｂには、ノズルホルダ１２が螺着されている。ノズルホルダ１２は、環状であって、上端内周に螺子部８ｂに螺着する螺子部１２ａを備えるとともに、内周であって螺子部１２ａより図２中下方側の内周は、テーパ状に内径が下方へ向けて徐々に縮径する形状となっている。

貯留筒９は、円筒状であって上端と下端とが中間よりも大径となっており中間に投入管１０が設けられている。貯留筒９の中間と下端および上端との境には、それぞれ段部９ａ，９ｂが設けられている。また、貯留筒９の下端は、ポンプ収容筒８の上端の嵌合が可能な径とされている。ポンプ２のステータ３を収容したポンプ収容筒８の上端を貯留筒９の下端内周に嵌合すると、段部９ｂにステータ３の上端面が当接して、ステータ３のそれ以上の貯留筒９の内方側への移動は規制される。また、貯留筒９にステータ３を挿入すると、貯留筒９の内周とステータ３の上端の内周とが面一となるように貯留筒９の中間の内径が設定されている。

投入管１０は、円筒状であって、貯留筒９の中間部分の側方に設けた開口９ｃの外周から斜め上方へ向く傾斜姿勢で貯留筒９に取り付けられており、内部が貯留筒９内に連通されている。投入管１０と貯留筒９とは、一体成型されてもよいし、別部品で構成されて連結によって一体化されてもよい。流体吐出機１の投入管１０の開口は、図１に示すように、フレキシブルな供給管８１を通じて流体吐出機１よりも高所に設けたホッパ８０の下端の開口に連通されている。３Ｄプリンタ１００を利用して造形物を製作する作業者がセメント系材料を混錬して製作したモルタルをホッパ８０に投入すると、モルタルは、自然落下によって供給管８１および投入管１０を通じて貯留筒９内に侵入する。

投入管１０から貯留筒９内へ投入されたモルタルは、ステータ３の吸込口Ｉの上方であって貯留筒９内の投入管１０より下方のスペースを貯留部として、この貯留部に一旦貯留され、貯留筒９内で自然落下によって吸込口Ｉへ導かれる。

キャップ１１は、有頂筒状であって外周にポンプ収容筒８のフランジ８ａと軸方向で対向するフランジ１１ａを備えており、貯留筒９の上方に配置されると貯留筒９とともに駆動部６の一部を収容する。また、キャップ１１におけるフランジ１１ａには、フランジ８ａに設けられた４つの孔８ｃにそれぞれ対向する位置に螺子軸１３の挿通を許容する４つの孔１１ｂが設けられている。また、キャップ１１は、頂部に後述するステッピングモータＭの出力軸Ｍｓが挿通される孔１１ｃを備えている。

ポンプ２は、図２から図５に示すように、円筒状のステータ３とステータ３内に公転および自転可能に挿入されるロータ４とを備えている。ステータ３は、円筒状であって、内周に３条の螺旋状の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを備えている。より詳細には、ステータ３は、円筒状であって、上端外周に設けられた円環状の円環部３ａと、円環部３ａの下端に連なり内周に内径が円環部３ａの内径と同じ径から下方へ向かうほど徐々に径が小さくなるテーパ面を備えた導入部３ｂと、導入部３ｂの下方に連なって内周に１２０度の位相差で形成される３条の螺旋状の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを備えた円筒状のポンプ作動部３ｃとを備えている。ポンプ２の吸込口Ｉは、導入部３ｂとポンプ作動部３ｃとの境にあって、ステータ３の溝３ｄ，３ｅ，３ｆが始まる始端（図１中上端）の部分となっている。

各溝３ｄ，３ｅ，３ｆは、円筒状のポンプ作動部３ｃの内周を円で螺旋状に繰り抜いてできる形状とほぼ同形状とされている。また、ステータ３の下端外周には、図５に示すように、内周に周方向に沿って連続する鋸刃状の凹凸を備えたソケット３ｇを備えている。ステータ３の上端の円環部３ａは、貯留筒９の中間の内径と等しい内径を持っており、貯留筒９の中間の内周面と面一となる内周面を備えていて、本実施の形態の流体吐出機１では、貯留筒９とともにポンプ２の吸込口Ｉの上方に貯留部を形成している。なお、貯留部は、投入管１０の開口部からポンプ２の吸込口Ｉとの間の空間で形成されて吸込口Ｉの上方に流体を貯留する役割を果たすものである。よって、貯留部は、貯留筒９のみによって形成されてもよいし、本例のようにステータ３に吸込口Ｉの上方に流体を貯留する空間を形成する円環部３ａを設けて形成されてもよい。

このように、ポンプ２の吸込口Ｉは、ステータ３の上端側に設けられたテーパ面を持つ導入部３ｂから溝３ｄ，３ｅ，３ｆが形成されるポンプ作動部３ｃに連なる部分となっており、３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆの形状が現れた形状となっている。また、ステータ３の下端の吐出口Ｅもまた吸込口Ｉと同様に、３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆの形状が現れた形状となっている。具体的には、ポンプ２の吸込口Ｉと吐出口Ｅは、３つの円を互いに接するように配置した際の外部形状に近似した形状となっている。

他方、ロータ４は、図４に示すように、外周に円柱を螺旋状にして形成される２条のねじ部４ａ，４ｂを１８０度位相差で備えた２条ねじとされており、ステータ３内に公転および自転可能に挿入されている。ロータ４は、上端から軸線に沿って下端まで貫通する貫通孔４ｃを備えている。そして、ロータ４は、図６に示すように、ステータ３内で図６中の矢印の方向に公転および自転すると、２条のねじ部４ａ，４ｂを３つの溝３ｄ，３ｅ，３ｆの２つに入り込む溝を変えながら出入りする。ロータ４のステータ３の公転および自転の動作によってロータ４とステータ３との間に次々に閉空間となるキャビティＣが形成される。ポンプ２は、ロータ４をステータ３に対して正回転側へ公転および自転させるとステータ３との間にキャビティＣが吸込口Ｉから吐出口Ｅへ向かって順次形成されるので、キャビティＣ内に吸い込まれたモルタルを吸込口Ｉから吐出口Ｅへ向けて搬送できる。また、ポンプ２は、ロータ４をステータ３に対して逆回転側へ公転および自転させると、キャビティＣが吐出口Ｅから吸込口Ｉへ向かって進むようになるので、モルタルを吐出口Ｅから吸込口Ｉへ向けて逆搬送できる。

ここで、ステータ３とロータ４とを軸方向に直交する方向で切断した切断面において、ステータ３とロータ４との間の空隙の面積は、ステータ３のポンプ作動部３ｃを軸方向でどの位置で切断しても一定である。よって、ポンプ２は、不連続供給や脈動のない、ロータ４の公転および自転の速度に正比例した量のモルタルを吐出できる。また、ポンプ２は、順次へ閉空間となるキャビティＣを形成するとともに、３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを備えていて、吸込口Ｉの軸方向に直交する断面におけるロータ４とステータ３との間の空隙の面積である吸込口Ｉの面積を大きく確保できる。そのため、粘度の高いモルタル等の流体であっても、吸引して別途のポンプで流体を加圧してポンプ２の吸込口Ｉへ搬送することなく吸込口Ｉから吸い込んで吐出口Ｅから吐出できる。

また、本実施の形態の流体吐出機１では、ステータ３とロータ４との間には、常に隙間が形成され互いに非接触となるようにしている。ステータ３とロータ４との間に隙間があると、前述したキャビティＣが密閉空間とならないが、吐出するモルタルは高い粘度を備えているためにステータ３とロータ４との間の隙間を埋めてステータ３との摩擦で容易には隙間を通過しない。よって、ロータ４の回転動作によるキャビティＣの移動とともにキャビティＣ内のモルタルは、キャビティＣ内から流出せず吐出口Ｅまで安定して搬送される。なお、ステータ３とロータ４との距離は、ロータ４が公転と自転するためにロータ４の作動中はロータ４の全周でそれぞれ異なるが、ロータ４の動作によってキャビティＣを形成するために、ロータ４がある位置に配置された際にロータ４とステータ３との距離が最も短い箇所が必ず存在する。

ロータ４がステータ３内で一回転だけ公転する際に、ステータ３とロータ４とが最も接近している箇所における距離が一定であるようにステータ３とロータ４の形状を設計する場合、ロータ４がステータ３に最接近する箇所におけるロータ４とステータ３との間の距離の最適値は、射出する流体の粘度によって異なるが、流体に含まれる骨材の直径と同程度にすると、ステータ３とロータ４との間で骨材の噛み込みを防止でき、良好な搬送が可能である。たとえは、モルタルに含まれる骨材の直径（粒径）が３ｍｍであれば、ステータ３とロータ４の最も接近している箇所の距離を３ｍｍとすればよい。なお、ロータ４がステータ３内で一回転だけ公転する際に、ステータ３とロータ４とが最も接近している箇所における距離がロータ４の公転と自転に伴って変動する場合、変動する距離の最小値を流体に含まれる骨材の直径と同程度にすると、ステータ３とロータ４との間で骨材の噛み込みを防止でき、良好な搬送が可能である。たとえは、モルタルに含まれる骨材の直径が３ｍｍであれば、ステータ３とロータ４の最接近時の距離の前記最小値を３ｍｍとすればよい。なお、ステータ３とロータ４との隙間寸法の設定は、前述したように、骨材の粒径に基づくが、ステータ３とロータ４との間に隙間を設けることによってポンプ効率が落ちることに対してステータ３とロータ４のねじピッチとロータ４の回転数で調整して最適化すればよい。

なお、粘度が低い流体を搬送する場合、ステータ３とロータ４との間に隙間が生じて前述のキャビティを密閉できないと吸込み不良が生じてしまうため、一般的にステータ３とロータ４とが最接近した際に接するように設定されるが、このようにすると、粘度が高い流体がステータ３とロータ４との間で詰まってしまう場合がある。すると、ステータ３に対してロータ４が公転および自転しようとしてもステータ３と流体を介して接するロータ４が大きな摩擦力を受けてロータ４を駆動部６で駆動できなくなる場合がある。これに対して、高粘度の流体を吐出する場合、前述したように、ステータ３とロータ４とが接触しないように、ステータ３とロータ４との間に隙間を設けると、良好な流体の搬送が可能となる。流体のステータ３とロータ４との間での詰まりの心配がない場合、前記隙間を設けず、ロータ４がステータ３の内周面に摺接させてもよい。

つづいて、貯留筒９の側方から投入されるモルタルが投入部である投入管１０側に偏って堆積してポンプ２の吸込口Ｉの一部のみにモルタルが投入される場合、ステータ３内の全体がモルタルで満たされずポンプ２の駆動時に吸込不良が発生する可能性がある。これに対して、本実施の形態の流体吐出機１では、貯留筒９内にポンプ２の吸込口Ｉの上方にモルタルを貯留する貯留部を設けているので、モルタルを投入する投入部がポンプ２の周方向の一箇所に偏った位置に設置されていてもポンプ２の吸込口Ｉの全周にモルタルを送り込めるので、ポンプ２にて吸込不良が発生するのを抑制できる。なお、貯留部を設けずともポンプ２の吸込口Ｉの全周に亘ってモルタルを投入でき、ポンプ２の吸込不良が発生しない場合には、貯留部の設置を省略できる。

このように構成されたポンプ２は、ケース７におけるポンプ収容筒８内に挿入されて収容される。また、ポンプ収容筒８のポンプ２の図１中の下方には、ポンプ２のステータ３の下端面に密着する吐出ノズル５が挿入される。吐出ノズル５は、下端外周にノズルホルダ１２のテーパ状の内周面に当接するようテーパ面５ａを備えており、ノズルホルダ１２をポンプ収容筒８へねじ込んでいくとステータ３側へ押しつけられてステータ３の下端面に上端面を密着させる。

吐出ノズル５は、図７および図８に示すように、環状であって、下端側の外径が徐々に先細りとなっていて下端外周にテーパ面５ａを備えるとともに、上端外周にステータ３のソケット３ｇ内に挿入されるとともにソケット３ｇの内周形状に符合する外周形状を持ってソケット３ｇに嵌合される嵌合部５ｂを備えている。

また、吐出ノズル５は、内周にポンプ２の吐出口Ｅと同形状の入口５ｃと、モルタルを吐出する円形の吐出口５ｄとを備えている。入口５ｃの内周形状は、ステータ３の下端内周の形状と同じ形状であって、３つの円を互いに接するように配置した際の外部形状に近似した形状となっている。他方、吐出口５ｄは、吐出ノズル５の下端に設けられており、入口５ｃに内接する仮想円よりも小径の円形となっている。そして、吐出ノズル５の内周は、下端へ向かうほど、入口５ｃの形状から徐々に円形である吐出口５ｄの形状に変化する形状となっている。つまり、吐出ノズル５の内周の断面積は、上端の入口５ｃから下端の吐出口５ｄへ向かうほど絞られて小さくなる。なお、吐出口５ｄの直径は、ポンプ２の停止時に流体が垂れ落ちることがなく、３Ｄプリンタ１００が要求する流量のモルタルを吐出をできるように設定される。

このように構成された吐出ノズル５は、ステータ３の下端に設けたソケット３ｇ内に嵌合される。また、吐出ノズル５の入口５ｃとステータ３の吐出口Ｅとを正対させて吐出ノズル５をステータ３のソケット３ｇに嵌合させるようにする。このように、ステータ３に吐出ノズル５を嵌合させると、ステータ３のソケット３ｇの凹凸と嵌合部５ｂの凹凸とが噛み合ってステータ３に対して周方向への回転が規制され、ポンプ２から吐出されたモルタルから吐出ノズル５がトルクを受けても、吐出ノズル５の入口５ｃとステータ３の吐出口Ｅとが正対した状態に維持される。ステータ３と吐出ノズル５の回り止めが可能であれば、ソケット３ｇの内周と吐出ノズル５の上端外周の形状は、鋸刃状の凹凸を備える形状以外の形状として両者の回り止めを図ってもよい。したがって、ステータ３と吐出ノズル５の周方向の一部にキーとキー溝等といった回り止めと設けてもよい。ただし、ステータ３と吐出ノズル５とが全周に設けられる凹凸で回り止めが形成される場合、ステータ３の吐出ノズル５の周方向の一部の形状で回り止めを施す場合と比較して、ポンプ２の作動中に大きなトルクを受けても回り止め部分に作用する応力を分散できるため、ステータ３と吐出ノズル５の回り止め部分の疲労を防止できる。また、ステータ３にソケット３ｇを設けて吐出ノズル５をソケット３ｇ内に嵌合しているが、逆に、吐出ノズル５にソケットを設けてステータ３の下端をソケット内に挿入する構造としてもよい。このように、吐出ノズル５とステータ３とが回り止めされるので、ノズルホルダ１２にトルクが伝達されず、ノズルホルダ１２のポンプ収容筒８に対する弛みも防止される。

なお、吐出ノズル５は、円形の入口から円形の吐出口まで徐々に径が小さくなるテーパ面を内周面としたものであってもよい。ただし、吐出ノズル５の内周の形状を前述した形状とする場合、単に吐出ノズル５の内周面を円形の入口から円形の吐出口まで徐々に径が小さくなるテーパ面とする場合と比較すると、吐出ノズル５の内周の断面積がステータ３の吐出口Ｅの面積よりも大きくならずに済む。よって、吐出ノズル５の内周の形状を前述した形状とする場合、ポンプ２から吐出されるモルタルがスムーズに吐出ノズル５内に導かれるとともにモルタルに適切に圧力を加えて良好なモルタルの吐出が可能となる。

つづいて、駆動部６について説明する。駆動部６は、ステッピングモータＭと、ロータ４を公転および自転させるようにステッピングモータＭの動力を伝達する機構２０と、機構２０を収容する筒状のハウジング２１とを備えている。

ハウジング２１は、円筒状であって図１中上端外周にフランジ２１ａを備えている。フランジ２１ａには、ポンプ収容筒８のフランジ８ａおよびキャップ１１のフランジ１１ａに設けられた４つの孔８ｃ，１１ｂにそれぞれ対向する位置に螺子軸１３の挿通を許容する４つの孔２１ｂが設けられている。また、ハウジング２１の内周には、２つの段部２１ｃ，２１ｄが設けられている。ハウジング２１は、フランジ２１ａから下方側の外径は、貯留筒９の上端側の内周に嵌合可能な径とされており、下端外周に段部２１ｅを備えている。そして、ハウジング２１の下方をケース７における貯留筒９に挿入すると、ハウジング２１の外周に形成される段部２１ｅが貯留筒９の上方側の段部９ａに当接して貯留筒９に対して軸方向に下方への移動が規制されて投入管１０の開口よりも上方側に位置決められる。

機構２０は、ステータ３に対して不動の内歯車２２と、ロータ４に接続されるシャフト２３に装着されて前記内歯車に歯合する外歯車２４と、シャフト２３を回転自在に支持するとともにステータ３に対して周方向に回転可能に設けられる第１プレート２５と、ステッピングモータＭの出力軸Ｍｓに取付けられるとともに出力軸Ｍｓの接続位置から偏心した位置でシャフト２３を回転自在に支持する第２プレート２６と、第１プレート２５と第２プレート２６とを接続する支柱２７とを備えている。

内歯車２２は、ハウジング２１の段部２１ｃと、ハウジング２１の上端に重ねられる環状のプレート２８とで挟持されてハウジング２１に固定される。プレート２８は、内方に挿通されるシャフト２３および支柱２７と干渉せず、内歯車２２の上端を支持できる内径を持ち、外周には、キャップ１１およびハウジング２１のフランジ１１ａ，２１ａの孔１１ｂ、２１ｂと対向する４つの孔２８ａを備えている。

また、ハウジング２１の内周であって内歯車２２の装着部位よりもポンプ２側となる下方には、段部２１ｄに外輪が当接する円錐ころ軸受３０が嵌合されている。円錐ころ軸受３０は、内輪で円盤状の第１プレート２５を保持している。第１プレート２５は、ハウジング２１に円錐ころ軸受３０を介して装着されており、ハウジング２１に対して図１中上下方向となる軸回りに回転できる。また、第１プレート２５は、中心から偏心した位置にシャフト２３が挿通される孔２５ａを備えている。第１プレート２５は、孔２５ａ内に軸方向に直列に配置される２つの球軸受３１，３１を保持している。球軸受３１，３１は、内周側に挿入されるシャフト２３を回転自在に保持しており、シャフト２３は、第１プレート２５に対してシャフト２３の軸回りに回転できる。このように第１プレート２５は、ハウジング２１に中心軸回りに回転でき、シャフト２３は、第１プレート２５の中心から偏心した位置に取り付けられているため、第１プレート２５の中心を回転中心としてこの回転中心の回りで公転運動できる。また、シャフト２３は、第１プレート２５に対して回転自在に装着されているので自身の軸回りで回転する自転運動が可能である。よって、シャフト２３は、ハウジング２１に対して公転と自転の両方の回転運動が可能である。

そして、ハウジング２１の下方をケース７における貯留筒９に挿入したのち、プレート２８とキャップ１１をハウジング２１の上方に順に重ね、螺子軸１３を孔１１ｂ，２８ａ，２１ｂおよびポンプ収容筒８のフランジ８ａの孔８ｃ内に通して、螺子軸１３の上方と下方にそれぞれナット１４，１５を螺着すると、キャップ１１とポンプ収容筒８とが互いに軸方向に引き寄せられて、キャップ１１とノズルホルダ１２が装着されたポンプ収容筒８との間で貯留筒９、ハウジング２１およびプレート２８、ポンプ２のステータ３および吐出ノズル５が挟み込まれてケース７に固定される。

このようにケース７にステータ３とハウジング２１が固定されると、内歯車２２がステータ３に対して不動に固定されるがシャフト２３はステータ３に対して公転および自転することができる。シャフト２３の下端は、ステータ３の下端よりも下方へ延長されており、ロータ４の凹部４ｃおよび貫通孔４ｄ内に挿入される。シャフト２３の中間には、フランジ２３ａが設けられている。そして、フランジ２３ａをロータ４の上端にボルト２９で締結することで、シャフト２３は、ロータ４に連結される。よって、シャフト２３が公転しつつ自転すると、ロータ４もステータ３内で公転と自転をする。したがって、シャフト２３を公転および自転させることで、ロータ４をステータ３に対して正逆いずれの方向へも公転および自転させることができる。

シャフト２３の上端は、キャップ１１の内周に回転自在に装着される円盤状の第２プレート２６に回転自在に支持されている。詳しくは、キャップ１１の内周には、第２プレート２６を回転自在に保持する円錐ころ軸受３２が装着されている。よって、第２プレート２６は、キャップ１１に対して自身の中心を軸として軸回りに回転できる。第２プレート２６は、下端であって中心から偏心した位置であって第１プレート２５の孔２５ａと対向する位置に開口する凹部２６ａと、上端の中心にステッピングモータＭの出力軸Ｍｓに接続される接続孔２６ｂとを備えている。第２プレート２６は、凹部２６ａに装着されるスラスト方向の荷重を受け得るスラスト軸受３３を保持している。スラスト軸受３３は、内周に挿入されるシャフト２３の上端を保持している。このように、シャフト２３は、上端が第２プレート２６によって回転自在に支持されるとともに、上端から少し離れた下方が第１プレート２５によって回転自在に支持されている。つまり、シャフト２３は、第１プレート２５と第２プレート２６によって２点支持されていて、ポンプ２の駆動時にロータ４に横方向の力が作用してもシャフト２３を支えてロータ４のステータ３内での横ずれを抑制できる。また、ロータ４を正転方向に駆動してポンプ２でモルタルを吸込口Ｉから吐出口Ｅへ搬送する場合、シャフト２３がロータ４を介してモルタルから図２中で押し上げ方向の力を受けるが、スラスト軸受３３でシャフト２３に作用する当該押し上げ方向の力を受けてシャフト２３の軸方向のずれが防止される。

そして、第２プレート２６の接続孔２６ｂには、キャップ１１の図１中上端に取付けられるステッピングモータＭの出力軸Ｍｓが回り止めされた状態で挿入されている。そして、ステッピングモータＭの出力軸Ｍｓと第２プレート２６の軸線を一致させており、ステッピングモータＭの出力軸Ｍｓを回転駆動すると第２プレート２６がキャップ１１に対して中心を軸として回転駆動される。

ステッピングモータＭは、一回のパルス信号の入力に対して、予め決められた角度だけ出力軸Ｍｓが回転するモータである。よって、ステッピングモータＭは、与えられるパルス信号のパルス数に応じた角度だけシャフト２３を回転させる。

また、図１および図９に示すように、シャフト２３の第１プレート２５と第２プレート２６との間の外周には、内歯車２２に歯合する外歯車２４が回り止めされた状態で装着されている。さらに、第１プレート２５と第２プレート２６とは、支柱２７によって接続されている。支柱２７は、第１プレート２５の上端に設けた筒状のソケット２５ｂと、第２プレート２６の下端に設けた筒状のソケット２６ｃとに挿入されていて、第１プレート２５と第２プレート２６とが周方向にずれることなく同期して回転できるよう両者を接続している。

ステッピングモータＭへ通電して出力軸Ｍｓを回転駆動すると、出力軸Ｍｓの軸線とは偏心した位置で第２プレート２６に回転自在に保持されているシャフト２３は、出力軸Ｍｓの軸線を中心として、この軸線の周りで公転する。シャフト２３の公転に伴って、内歯車２２に歯合する外歯車２４がハウジング２１に固定されている内歯車２２によって回転運動を呈してシャフト２３を自転させる。つまり、ステッピングモータＭを駆動すると、出力軸Ｍｓの動力が機構２０によってシャフト２３に伝達されて、シャフト２３が公転運動と自転運動を呈する。シャフト２３は、前述したようにロータ４に連結されているので、シャフト２３の公転と自転とがロータ４に伝達されてロータ４がステータ３内で公転と自転とを呈してポンプ２が駆動され、ポンプ２の吸込口Ｉに投入されるモルタルが吐出口Ｅへ搬送される。内歯車２２の歯数と外歯車２４の歯数は、ロータ４がステータ３内でキャビティＣを形成しつつ公転および自転できるように設定されている。

なお、シャフト２３だけでなく、支柱２７で第１プレート２５と第２プレート２６とが連結される構造と採用しているので、ロータ４を公転させる際にステータ３内のモルタルから抵抗を受けても、第１プレート２５と第２プレート２６とは、周方向に相対的にずれることなく同期して回転でき、安定してロータ４を駆動できる。

さらに、ロータ４に連結されるシャフト２３は、駆動部６の機構２０によって一端（上端）側のみが支持されて他端（下端）側は支持されておらず、所謂片持ち支持されているため、ロータ４の下端を支持するベアリングが不要となって、ポンプ２から吐出されたモルタルがベアリングによって妨げられることなく吐出ノズル５内へスムーズに速やかに移動できる。また、本実施の形態の流体吐出機１では、ロータ４を片持ち支持されているのでロータ４の下端側のベアリングを省略できるので、ベアリングとベアリングをシールする部品が不要となってコストを低減できる。

また、第１プレート２５をハウジング２１に回転自在に装着する円錐ころ軸受３０と、第２プレート２６をキャップ１１に回転自在に装着する円錐ころ軸受３２とは、互いにスラスト荷重を受け得る方向が逆向きとなるように背中合わせにして設置されている。このようにすると、ロータ４を駆動してステータ３内でモルタルを搬送中に受ける抵抗によって軸方向の荷重がシャフト２３に作用しても円錐ころ軸受３０，３２の一方で軸力を受けることができ、ロータ４のステータ３に対する軸方向のずれを防止できる。なお、ロータ４に作用する軸方向の荷重を支える手段を別途設ける場合には、第１プレート２５と第２プレート２６を回転支持する軸受は、円錐ころ軸受以外の軸受を採用してもよい。

一つのモータを利用してロータ４を公転および自転させる機構としては、前述した構造以外にも、遊星歯車機構を用い、内歯車を固定し、太陽歯車を駆動して遊星歯車の公転と自転をロータ４に伝達するものであってもよい。

また、第１プレート２５の下方には、貯留筒９の内周に摺接する複数枚のブレード３５ａを備えたスクレーパ３５が連結されている。スクレーパ３５は、貯留筒９内の貯留部に相当する部分の内周にも摺接しており、ステッピングモータＭの出力軸Ｍｓの駆動によって貯留筒９内の内周に摺接しつつ回転して貯留筒９の内壁に付着したモルタルを掻き落とす。スクレーパ３５にかき落されたモルタルは、貯留筒９内の貯留部にモルタルが滞留せず速やかにポンプ２の吸込口Ｉへ投入される。このようにスクレーパ３５を設けると、貯留筒９内に高粘度のモルタルが付着して固化してしまうことを抑制でき、モルタルのポンプ２の吸込口Ｉへの投入を助け、ポンプ２の吸込不良の発生をより一層効果的に防止できる。なお、スクレーパ３５は、貯留筒９の内周に付着したモルタルのかき落し以外にも、貯留筒９内に溜まったモルタルを攪拌できるようになっていてもよい。このように、スクレーパ３５は、貯留筒９内のモルタルを攪拌できる場合には、貯留筒９内に貯留されたモルタルの硬化を抑制してモルタルの流動性を保てる。スクレーパ３５の各ブレード３５ａの形状は、貯留筒９の内周に摺接してモルタルのかき落しが可能であれば任意に変更できる。

このように構成された流体吐出機１と３Ｄプリンタ１００の駆動装置６０は、コントローラ１０１に制御される。コントローラ１０１は、流体吐出機１のステッピングモータＭと駆動装置６０における各アクチュエータ７０，７１，７２を制御する。コントローラ１０１は、具体的には、図示はしないが、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリと、補助記憶装置と、インターフェースと、これら装置を互いに通信可能に接続するバスとを備えた周知のコンピュータと、コンピュータからインターフェースを介して指令を受け取るとステッピングモータＭと各アクチュエータ７０，７１，７２とに指令通りにパルス信号と電流供給するドライバを備えて構成されている。なお、コントローラは、オペレーティングシステムおよび３Ｄプリンティング処理に必要なプログラムをＣＰＵが実行することによってステッピングモータＭと各アクチュエータ７０，７１，７２とを制御する。

コントローラ１０１は、前記ＣＰＵが３Ｄプリンティング処理に必要なプログラムを実行して、流体吐出機１のステッピングモータＭを駆動して吐出ノズル５からモルタルを任意の流量で吐出する。ポンプ２の吐出流量は、ポンプ２の特性から脈動せず吐出が不連続となることがないので、流体吐出機１は、コントローラ１０１の指令通りの流量でモルタルを吐出できる。流体吐出機１は、コントローラ１０１がステッピングモータＭに与えるパルス信号のパルス数に比例した流量のモルタルを吐出する。

なお、流体吐出機１に供給するモルタルは、ホッパ８０に一回の造形物の製造作業に必要となる量のモルタルを投入しておけばよいが、造形物のプリント中にモルタルが足りなくなる場合には必要に応じてホッパ８０にモルタルを順次投入すればよい。

また、前記ＣＰＵは、３Ｄプリンティング処理を実行して、製作する造形物の３次元形状をモデリングしたデータを上下方向の薄い層に分割し、分割された各層の２次元データを得て、各層毎の印刷経路を求めて印刷手順を作成する。そして、コントローラ１０１は、得られた印刷手順通りに駆動装置６０を駆動して流体吐出機１のステッピングモータＭを駆動してモルタルを吐出する。なお、造形物の３次元形状のデータは、予めメモリ内に格納しておけばよいが、コンピュータのメモリに３ＤＣＡＤデータを作成するプログラムを格納しておき、コンピュータを利用して作業者が望む造形物の３次元形状のデータを作成できるようにしてもよい。また、コンピュータは、ラップトップやタブレットといった携帯可能なものとしておけば、作業現場での作業終了後に３Ｄプリンタ１００から離脱させることができ、利便性が向上し盗難被害にもあいにくい。なお、コントローラ１０１は、コンピュータを利用せず、流体吐出機１の駆動源と駆動装置６０の駆動にのみ利用される専用のコントローラとされてもよい。

コントローラ１０１は、作業者からの３Ｄプリンティング処理の実行の指示を受けると、作業者が作成を指示する造形物のデータを読み込んで印刷手順を求める。なお、コントローラ１０１は、造形物の印刷手順を都度求めるのではなく、予め造形物の製作に必要となる印刷手順をメモリ或いは補助記憶装置に格納しておき、作業者の指令によって印刷手順を読み込むようにしてもよい。そして、コントローラ１０１は、印刷手順にしたがって駆動装置６０の各アクチュエータ７０，７１，７２を適宜駆動して造形物の最下層の積層開始点に流体吐出機１を配置する。その後、コントローラ１０１は、ステッピングモータＭへ電流供給してポンプ２を駆動してモルタルを吐出しつつ印刷手順で決められた印刷経路にしたがって流体吐出機１を駆動装置６０で移動させる。これにより、３Ｄプリンタ１００は、流体吐出機１からモルタルを吐出しつつ、造形物の２次元データに対応した造形物の最下層を型枠を用いること無く形成する。最下層のプリントが完了すると、コントローラ１０１は、ステッピングモータＭと駆動装置６０を制御して、その上に重ねられる層を前述と同じ手順で形成する。３Ｄプリンタは、１層ごとにこの手順を繰り返して造形部の製作に必要な全部の層をプリントする。このように全部の層のプリントが完了すると、造形物の製作が完了する。

つづいて、流体吐出機１では、作業者がホッパ８０から投入したモルタルは、自重で供給管８１を移動して、投入管１０から貯留筒９内に投入される。そして、貯留筒９内に投入されたモルタルは、ポンプ２のステータ３の吸込口Ｉの上方に設けられる空間でなる貯留部に貯留される。このように、投入管１０の開口部とステータ３との間に軸方向に距離を設けてモルタルの貯留部を設けると、投入管１０から投入されたモルタルがステータ３の一部に偏って堆積せず、貯留部内に一旦貯留されたモルタルがステータ３の全周に回り込む。ロータ４とともに駆動装置６０によって駆動されるスクレーパ３５は、貯留筒９の内周面に付着したモルタルを掻き落としてモルタルのポンプ２の吸込口Ｉへの移動を助ける。

また、本実施の形態の流体吐出機１では、ステータ３の吸込口側端の内周がテーパ面となっており、高粘度の流体であってもスムーズにポンプ２の吸込口Ｉへ移動する。なお、ステータ３の縦断面おいて、テーパ面と軸線に直交する線とでなす角度は、任意に設定できるが、概ね４５度から６０度の範囲で設定するとモルタルが貯留部に滞留せずポンプ２におけるモルタルの吸込が良好となる。

つづいて、コントローラ１０１からの指令によってステッピングモータＭに電流供給されると出力軸Ｍｓが回転駆動すると、動力が機構２０を介してロータ４に伝達されてロータ４が駆動される。ステッピングモータＭは、与えられるパルス信号のパルス数に応じた角度だけ出力軸Ｍｓを回転させる。ステッピングモータＭへの一回のパルス信号の入力に対してロータ４の公転量および自転量も予め決められた角度だけ公転するとともに自転する。

ロータ４がステッピングモータＭによって正方向に公転および自転すると、ポンプ２の吸込口Ｉから吐出口Ｅへ向かって移動するキャビティＣが順次形成されて、ポンプ２は、投入管１０から貯留筒９内に投入されたモルタルを吸込口Ｉから吸引して吐出口Ｅから排出する。ロータ４は、ステッピングモータＭの出力軸Ｍｓの回転角度に応じて決められた角度だけ公転および自転するので、ステッピングモータＭへの一回のパルス信号の入力に対してポンプ２から吐出されるモルタルの流量は決まっている。よって、流体吐出機１は、コントローラ１０１から入力されるパルス信号のパルス数に比例した流量のモルタルを吐出することができる。

また、ポンプ２が筒状であって３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを有するステータ３とステータ３内で公転および自転する２条のねじ部４ａ，４ｂを有するロータ４とを有して、吸込口Ｉに投入される力を加えると粘度が低下する流体を吐出口Ｅから吐出する回転容積式一軸偏心ねじ形式のポンプとなっている。このポンプ２は、ステータ３に対してロータ４を回転駆動すると順次流体を吸込んで吸込口Ｉから吐出口Ｅへ搬送するキャビティＣを形成する。そして、ステータ３が３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆ備えていて吸込口Ｉ側においてロータ４とステータ３との間の空隙の面積を大きく確保できる。そのため、力を加えないと粘度が高い流体であっても、吸込口Ｉで流体が動きやすくなり、別途のポンプで流体を加圧しなくとも吸込口Ｉで流体が留まることなく、流体は、ロータ４の駆動によって形成されるキャビティＣ内へ円滑に吸い込まれてポンプ２の吐出口Ｅから吐出される。

ポンプ２から吐出されたモルタルが吐出ノズル５内へ侵入して、後からポンプ２から吐出されるモルタルによって押し出されて吐出口５ｄから吐出される。前述の通り、流体吐出機１から吐出されるモルタルの流量は、ステッピングモータＭに入力されるパルス信号のパルス数によって制御される。なお、ポンプ２の駆動源としてステッピングモータＭを利用すると、前述した通り、ステッピングモータＭへ与えるパルス信号のパする数によって吐出流量を簡単に制御できるので、複雑な制御が不要となり、流量の管理も容易となる。ただし、ポンプ２の駆動源は、吐出流量の制御が可能であればステッピングモータＭ以外のモータを利用してもよい。

以上のように、流体吐出機１は、筒状であって３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを有するステータ３とステータ３内で公転および自転する２条のねじ部４ａ，４ｂを有するロータ４とを備えて吸込口Ｉに投入される力を加えると粘度が低下する流体を吐出口Ｅから吐出する回転容積式一軸偏心ねじ形式のポンプ２と、ポンプ２の吐出口Ｅに設けられた吐出ノズル５と、ロータ４を公転および自転駆動する駆動部６とを備えている。

このように構成された流体吐出機１では、ポンプ２がステータ３に対してロータ４を回転駆動すると順次流体を吸込んで吸込口Ｉから吐出口Ｅへ搬送するキャビティＣを形成するとともに、ステータ３が３条の溝３ｄ，３ｅ，３ｆを備えていて吸込口Ｉの面積（吸込口Ｉにおけるロータ４とステータ３との間の空隙の面積）を大きく確保できる。そのため、力を加えないと粘度が高い流体であっても、吸込口Ｉで流体が動きやすくなり、別途のポンプで流体を加圧しなくとも吸込口Ｉで流体が留まることなく、流体は、ロータ４の駆動によって形成されるキャビティＣ内へ円滑に吸い込まれてポンプ２の吐出口Ｅから脈動による流量変動を伴わずに吐出される。

よって、流体吐出機１は、別途のポンプを設けて粘度の高い流体を加圧することを要せず、流体を自然落下に任せて吸込口Ｉに投入すると、ポンプ２が流体を吸い込んで吐出ノズル５へ吐出でき、不連続供給や脈動もなく安定して流体を吐出できる。このように構成された流体吐出機１は、ポンプ２の大型化を伴わず、かつ、別途のポンプの設置も要せずに、高粘度の流体の吐出が可能となるため、容易に小型化でき、可搬性に優れ、小型のコンクリート造形物の製作に好適となる。以上より、本実施の形態の流体吐出機１によれば、持ち運びに便利で小規模な工事現場への搬出も可能であって小型の造形物の製作が可能となる。

また、本実施の形態の流体吐出機１は、ポンプ２を収容するポンプ収容筒（ポンプ収容部）８と流体を内部に投入する投入管（投入部）１０とを有するケース７と、ポンプ２の吸込口Ｉと投入管（投入部）１０の間に流体を貯留する貯留部とを備えている。このように構成された流体吐出機１では、ケース７内に投入された流体を一旦ポンプ２の吸込口Ｉの上方の貯留部に貯留できるので、ポンプ２の吸込口Ｉの全部に流体を回しこむことができ、ポンプ２が吸込不良を起こすことがない。よって、このように構成された流体吐出機１によれば、常時流体を安定して吐出することができる。なお、ポンプ２の吸込口Ｉの一部に流体が偏って堆積することが無ければ、貯留部の設置を省略できる。

また、本実施の形態の流体吐出機１におけるポンプ２のステータ３は、吸込口側端の内周に溝３ｄ，３ｅ，３ｆ内に流体を導入するテーパ面を備えている。このように構成された流体吐出機１によれば、高粘度の流体であってもスムーズにポンプ２の吸込口Ｉへ流体を移動させ得るので、ポンプ２における流体の吸込がより一層良好となり、より一層安定した流体の吐出が可能となる。なお、ポンプ２での吸込が良好であればステータ３の吸込口Ｉへ流体を導入するテーパ面を省略できる。

さらに、本実施の形態の流体吐出機１におけるポンプ２のステータ３とロータ４との間には隙間が設けてあって、ステータ３とロータ４とが常時非接触となっている。このように構成された流体吐出機１によれば、粘度が高い流体がステータ３とロータ４との間に詰まって大きな摩擦力を受けてロータ４を駆動部６で駆動できなくなる事態を回避でき、ポンプ２で良好な流体の搬送が可能となる。

また、本実施の形態の流体吐出機１における吐出ノズル５は、ポンプ２の吐出口Ｅと同形状の入口５ｃと、流体を吐出する円形の吐出口５ｄとを備え、入口５ｃと吐出口５ｄまでの間の内周は入口５ｃから吐出口５ｄへ向かうにつれ徐々に円形に変化する形状となっている。このように構成された流体吐出機１によれば、吐出ノズル５の内周の断面積がステータ３の吐出口Ｅの面積よりも大きくならずに済むため、ポンプ２から吐出される流体がスムーズに吐出ノズル５内に導かれるとともに流体に適切に圧力を加えて良好な流体の吐出が可能となる。

そして、さらに、本実施の形態の流体吐出機１における駆動部６は、ステッピングモータＭと、ロータ４を公転および自転させるようにステッピングモータＭの動力を伝達する機構２０とを備えている。このように構成された流体吐出機１によれば、流体の吐出流量をステッピングモータＭへ入力するパルス信号のパルス数で管理でき、複雑な制御を用いることなく適切な流量の流体を吐出できる。

また、本実施の形態の流体吐出機１における機構２０は、ステータ３に対して不動の内歯車２２と、ロータ４に接続されるシャフト２３に装着されて内歯車２２に歯合する外歯車２４と、シャフト２３を回転自在に支持するとともにステータ３に対して周方向に回転可能に設けられる第１プレート２５と、ステッピングモータＭの出力軸Ｍｓに取付けられるとともに出力軸Ｍｓの接続位置から偏心した位置でシャフト２３を回転自在に支持する第２プレート２６と、第１プレート２５と第２プレート２６とを接続する支柱２７とを備えて構成されている。このように構成された機構２０を備えた流体吐出機１によれば、シャフト２３が第１プレート２５と第２プレート２６とで２点支持されるのでポンプ２の駆動中にロータ４に横方向の力が作用しても耐えてロータ４のステータ３内での横ずれを抑制できるとともに、支柱２７で第１プレート２５と第２プレート２６とが連結される構造を採用しているので、第１プレート２５と第２プレート２６とが周方向にずれることなく同期して回転でき、安定してロータ４を駆動できる。なお、第１プレート２５と第２プレート２６とを接続する支柱２７は、シャフト２３の駆動を邪魔しない限り、形状および構造を自由に設定できる。また、支柱２７は、第１プレート２５と第２プレート２６とに一体不可分に設けられてもよい。

さらに、ロータ４に連結されるシャフト２３は、駆動部６の機構２０によって一端側のみが支持される他は支持されておらず、所謂片持ち支持されているため、ロータ４の下端を支持するベアリングが不要となって、ポンプ２から吐出されたモルタルがベアリングによって妨げられることなく吐出ノズル５内へスムーズに速やかに移動できる。また、本実施の形態の流体吐出機１では、ロータ４を片持ち支持されているのでロータ４の下端側のベアリングを省略できるので、ベアリングとベアリングをシールする部品が不要となってコストを低減できる。

また、本実施の形態の流体吐出機１は、ケース７が貯留部を形成する貯留筒９を有し、第１プレート２５に連結されて貯留筒９の内周面に摺接して貯留筒９の内周面に付着する流体を掻き落とすスクレーパ３５を備えている。このように構成された流体吐出機１は、貯留筒９の内壁に付着した流体をスクレーパ３５でかき落せるので、流体のポンプ２の吸込口Ｉへの投入を助け、ポンプ２の吸込不良の発生をより一層効果的に防止できる。また、スクレーパ３５は、駆動部６のステッピングモータＭによって回転駆動される第１プレート２５に連結されているので、別途、スクレーパ３５を駆動する駆動源の設置が不要であるので、流体吐出機１の大型化を招くこともない。

さらに、本実施の形態の３Ｄプリンタ１００は、上下一対の枠５１，５２と、上下の枠５１，５２を連結する複数の柱５３とで形成されるフレーム５０と、フレーム５０内に上下、左右および前後の各方向へ移動可能に配置される流体吐出機１と、フレーム５０に対して流体吐出機１を上下、前後および左右に駆動する駆動装置６０とを備えている。このように構成された３Ｄプリンタ１００は、小型化可能で容易に運搬できる流体吐出機１を利用しているので、フレーム５０および駆動装置６０についても小型化できる。そのため、本実施の形態の３Ｄプリンタ１００によれば、運搬が容易で、小規模な工事現場や大型車両の出入りが困難な場所への設置も可能となり、小型のコンクリート造形物の製作にも好適となる。また、フレーム５０が枠５１，５２および柱５３とで構成されるので、容易に調達可能な鋼材を組んでフレーム５０を製作できる。そのため、フレーム５０については３Ｄプリンタ１００を設置する現地にて調達した鋼材で組んで形成すればよい。そのため、３Ｄプリンタ１００の設置に際して、流体吐出機１および駆動装置６０のみを３Ｄプリンタ１００を設置する現場へ運搬すれば足り、３Ｄプリンタ１００の運搬が非常に容易になる。

なお、フレーム５０は、流体吐出機１および駆動装置６０とともに３Ｄプリンタ１００の設置個所へ運搬してもよく、その場合、上下一対の枠５１，５２の分解および枠５１，５２と柱５３との分解を可能としておけば、フレーム５０をコンパクトな荷姿で搬送できるので、運搬が容易となる。また、フレーム５０の枠５１，５２と柱５３を単管パイプ、チャンネル材やアングル材といった資材量販店で容易に手に入る鋼材で構成すれば、これらの鋼材を接続するジョイントも汎用品を利用できるので、より現地でフレーム５０の製作が容易となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・流体吐出機、２・・・ポンプ、３・・・ステータ、３ｄ，３ｅ，３ｆ・・・溝、４・・・ロータ、４ａ，４ｂ・・・螺子部、５・・・吐出ノズル、５ｃ・・・入口、５ｄ・・・吐出口、６・・・駆動部、７・・・ケース、８・・・ポンプ収容筒（ポンプ収容部）、９・・・貯留筒（貯留部）、１０・・・投入管（投入部）、２０・・・機構、２２・・・内歯車、２３・・・シャフト、２４・・・外歯車、２５・・・第１プレート、２６・・・第２プレート、２７・・・支柱、３５・・・スクレーパ、５０・・・フレーム、５１，５２・・・枠、５３・・・柱、６０・・・駆動装置、１００・・・３Ｄプリンタ、Ｅ・・・吐出口、Ｉ・・・吸込口、Ｍ・・・ステッピングモータ、Ｍｓ・・・出力軸

Claims (9)

1. 力を加えると粘度が低下する流体を吐出する流体吐出機において、
   筒状であって３条の溝を有するステータと前記ステータ内で公転および自転する２条のねじ部を有するロータとを具備し、吸込口に投入される前記流体を吐出口から吐出する回転容積式一軸偏心ねじ形式のポンプと、
   前記ポンプの前記吐出口に設けられた吐出ノズルと、
   前記ロータを公転および自転駆動する駆動部とを備えた
   ことを特徴とする流体吐出機。
2. 前記ポンプを収容するポンプ収容部と、前記流体を内部に投入する投入部とを有するケースと、
   前記ポンプの前記吸込口と前記投入部の間に前記流体を貯留する貯留部とを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体吐出機。
3. 前記ステータは、吸込口側端の内周に前記溝内に前記流体を導入するテーパ面を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の流体吐出機。
4. 前記ステータと前記ロータとの間に隙間を備えており、前記ステータと前記ロータとが非接触である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流体吐出機。
5. 前記吐出ノズルは、前記ポンプの前記吐出口と同形状の入口と、前記流体を吐出する円形の吐出口とを有し、前記入口と前記吐出口までの間の内周は前記入口から前記吐出口へ向かうにつれ徐々に円形に変化する形状となっている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流体吐出機。
6. 前記駆動部は、ステッピングモータと、前記ロータを公転および自転させるように前記ステッピングモータの動力を伝達する機構とを有する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流体吐出機。
7. 前記機構は、
   前記ステータに対して不動の内歯車と、
   前記ロータに接続されるシャフトに装着されて前記内歯車に歯合する外歯車と、
   前記シャフトを回転自在に支持するとともに前記ステータに対して周方向に回転可能に設けられる第１プレートと、
   前記ステッピングモータの出力軸に取付けられるとともに前記出力軸の接続位置から偏心した位置で前記シャフトを回転自在に支持する第２プレートと、
   前記第１プレートと前記第２プレートとを接続する支柱とを有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の流体吐出機。
8. 前記ケースは、前記貯留部を形成する貯留筒を有し、
   前記第１プレートに連結されて前記貯留筒の内周面に摺接して前記貯留筒の内周面に付着する前記流体を掻き落とすスクレーパを備えた
   ことを特徴とする請求項２に従属する請求項７に記載の流体吐出機。
9. 上下一対の枠と、上下の前記枠を連結する複数の柱とで形成されるフレームと、
   前記フレーム内に上下、左右および前後の各方向へ移動可能に配置される請求項１から８のいずれか一項に記載の流体吐出機と、
   前記フレームに対して前記流体吐出機を上下、前後および左右に駆動する駆動装置とを備えた
   ことを特徴とする３Ｄプリンタ。

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