特許 5948478 可塑化装置、射出装置、成形装置、及び成形品の製造方法

(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】5948478

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】可塑化装置、射出装置、成形装置、及び成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/47 20060101AFI20160623BHJP

   B29C 45/54 20060101ALI20160623BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/47

   B29C45/54

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-180176(P2015-180176)

(22)【出願日】2015年9月11日

(65)【公開番号】特開2016-60206(P2016-60206A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2015年10月20日

(31)【優先権主張番号】特願2014-186608(P2014-186608)

(32)【優先日】2014年9月12日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】東芝機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】桃野 政道

【審査官】 大塚 徹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／０５５３９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０１５３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１４１５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１８４６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８０８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１６８１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／４７

Ｂ２９Ｃ ４５／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周壁部に形成され、樹脂材が供給される樹脂材供給口部、及び、前記周壁部において前記樹脂材供給口部よりも先端側に形成され、連続する繊維が供給される繊維供給口部を具備する筒形状のバレルと、
軸体、及び、前記軸体の周面に一体に形成された螺旋形状のフライトを具備し、前記バレル内に収容されるスクリュと、
を具備し、
前記バレルは、その軸線が重力方向に対して交差する姿勢で設置され、
前記繊維供給口部の前記バレル内の開口の前記バレルの軸方向に沿う最大長は、前記スクリュにおいて前記バレルの前記軸線に直交する方向に前記繊維供給口部の前記バレル内の前記開口に対向する部分に設けられる前記フライトのピッチの１倍以上であって、かつ、２倍以下である
ことを特徴とする可塑化装置。

【請求項2】

前記繊維供給口部を重力方向に見たときの前記繊維供給口部の平面視における、前記繊維供給口部の前記開口の前記軸方向に直交する幅方向の一端は、前記軸線を挟んで前記スクリュの回転方向が重力方向に沿って下方に向かう方向となる範囲内であって、前記バレルの内径をＲとすると、前記軸線から前記幅方向に距離√３／２・Ｒ離れた位置と距離Ｒ離れた位置とを含むこれら２つの位置の間に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の可塑化装置。

【請求項3】

前記繊維供給口部を重力方向に見たときの前記繊維供給口部の平面視における、前記繊維供給口部の前記開口の前記幅方向の前記一端は、前記軸線を挟んで前記スクリュの回転方向が重力方向に沿って下方に向かう方向となる範囲内であって、前記軸線から前記距離Ｒ離れた位置に位置する
ことを特徴とする請求項２に記載の可塑化装置。

【請求項4】

前記繊維供給口部を重力方向に見たときの前記繊維供給口部の平面視における、前記繊維供給口部の前記幅方向の他端は、前記軸線を挟んで前記スクリュの回転方向が重力方向に沿って上方に向かう方向となる範囲内に位置する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の可塑化装置。

【請求項5】

前記スクリュは、供給部、圧縮部、計量部、繊維引込部、及び、繊維混練部を具備し、これらが当該スクリュの基端から先端にかけて、順番に配置され、
前記繊維引込部は、前記軸線に直交する方向に前記開口に対向し、
前記軸体において、前記繊維引込部が形成される部分の径は、前記計量部が形成される部分の径及び前記繊維混練部が形成される部分の径よりも小さい
ことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の可塑化装置。

【請求項6】

請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の可塑化装置と、
前記バレルの先端に接続された排出部と、
前記排出部が連結され、前記排出部を通して供給された、前記可塑化装置で溶融・混練された樹脂を射出する射出部と、
を具備することを特徴とする射出装置。

【請求項7】

請求項６に記載の射出装置と、
前記射出装置により前記樹脂が射出される金型を型締めする型締装置と、
を具備することを特徴とする成形装置。

【請求項8】

スクリュを収容するバレル内に、前記バレルの周壁部に形成された樹脂材供給口部から樹脂材を供給し、
前記バレルの前記周壁部において前記樹脂材供給口部よりも前記バレルの先端側に形成され、前記バレル内に連通する開口を有する繊維供給口部から前記バレル内に連続繊維を供給し、
前記繊維供給口部の前記バレルの軸方向に沿う最大長が、前記スクリュにおいて前記バレルの軸線に直交する方向に前記繊維供給口部の前記開口に対向する部分に設けられるフライトのピッチの１倍以上であって、かつ、２倍以下である
ことを特徴とする成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂と繊維とを混練する可塑化装置、射出装置、成形装置、及び成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形では、樹脂材を母材として、この母材に炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を混練した溶融樹脂を形成し、この溶融樹脂を金型に射出し、成形品の強度や剛性を向上させることが行われている。溶融樹脂は、混練されることにより、内部に、強化繊維が均一に分散される。

【0003】

このような射出成形を行う成形装置は、例えば、金型と、金型を型締めする型締装置と、金型に溶融樹脂を射出する射出装置と、を有している（例えば、特許文献１参照。）。射出装置は、樹脂材を溶融し、この樹脂材と強化繊維とを混練して溶融樹脂を形成する可塑化部（可塑化装置）と、溶融樹脂を金型に射出する射出部と、を有している。

【0004】

可塑化部は、例えば、内孔を有するバレルと、バレルの内孔内に収容され、当該内孔内で回転するスクリュと、バレルの外周面に取り付けられたヒータと、等を有している。

【0005】

バレルは、例えばその基端側の部分に形成され、ペレット状の樹脂材が供給される樹脂材用の供給口と、樹脂材用の供給口とは別に形成され、強化繊維が供給される強化繊維用の供給口と、を有している。

【0006】

強化繊維は、例えば長尺の糸状であり、ボビンに巻かれた状態で配置されている。強化繊維は、バレル内で回転するスクリュの谷部を螺旋状に流動する溶融樹脂に巻かれることにより、バレル内に引き込まれる。

【0007】

このように構成された可塑化部は、樹脂材用の供給口からバレルの内孔内に供給された樹脂材を溶融しながら、当該樹脂材に強化繊維用の供給口から供給された強化繊維を混練して溶融樹脂を形成し、この溶融樹脂を射出部へと押し出す。

【0008】

射出部は、可塑化装置から供給された繊維を含む溶融樹脂を計量する計量動作と、当該溶融樹脂を金型内に射出する射出動作と、を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特表２００８−５１５６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上述した成形装置では、次のような問題があった。すなわち、バレル内に引き込まれる強化繊維の単位時間当たりの引き込み量にばらつきが生じると、バレル内で溶融される溶融樹脂中の単位体積当たりの強化繊維の量にばらつきが生じ、言い換えると溶融樹脂中の強化繊維の分散状態にばらつきが生じ、結果として、成形品の強度、剛性等の物性がばらつく可能性がある。

【0011】

バレル内に引き込まれる強化繊維の単位時間当たりの引き込み量にばらつきが生じる原因としては、強化繊維がバレル内に引き込まれる際に、例えば、強化繊維が強化繊維用の供給口の縁に接触することにより引き込み抵抗が生じたり、供給口の角に当たることにより強化繊維に作用する張力が変化することが考えられる。

【0012】

そこで、本発明は、強度、剛性等の物性が均一な成形品を製造可能な可塑化装置、射出装置、成形装置、及び、成形品の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の可塑化装置は、周壁部に形成され、樹脂材が供給される樹脂材供給口部、及び、前記周壁部において前記樹脂材供給口部よりも先端側に形成され、連続する繊維が供給される繊維供給口部を具備するバレルと、軸体、及び、前記軸体の周面に所定のピッチで一体に形成された螺旋形状のフライトを具備し、前記バレル内に収容されるスクリュと、を具備し、前記バレルは、その軸線が重力方向に対して交差する姿勢で設置され、前記繊維供給口部の前記バレル内の開口の前記バレルの軸方向に沿う最大長は、前記スクリュにおいて前記バレルの前記軸線に直交する方向に前記繊維供給口部の前記バレル内の前記開口に対向する部分に設けられる前記フライトのピッチの１倍以上であって、かつ、２倍以下である。

【0014】

本発明の好ましい形態では、前記繊維供給口部を重力方向に見たときの前記繊維供給口部の平面視における、前記繊維供給口部の前記開口の前記軸方向に直交する幅方向の一端は、前記軸線を挟んで前記スクリュの回転方向が重力方向に沿って下方に向かう方向となる範囲内であって、前記バレルの内径をＲとすると、前記軸線から前記幅方向に距離√３／２・Ｒ離れた位置と距離Ｒ離れた位置とを含むこれら２つの位置の間に位置する。

【0015】

本発明の好ましい形態では、前記繊維供給口部を重力方向に見たときの前記繊維供給口部の平面視における、前記繊維供給口部の前記開口の前記幅方向の前記一端は、前記軸線を挟んで前記スクリュの回転方向が重力方向に沿って下方に向かう方向となる範囲内であって、前記軸線から前記距離Ｒ離れた位置に位置する。

【0016】

本発明の好ましい形態では、前記繊維供給口部を重力方向に見たときの前記繊維供給口部の平面視における、前記繊維供給口部の前記幅方向の他端は、前記軸線を挟んで前記スクリュの回転方向が重力方向に沿って上方に向かう方向となる範囲内に位置する。

【0017】

本発明の好ましい形態では、前記スクリュは、供給部、圧縮部、計量部、繊維引込部、及び、繊維混練部を具備し、これらが当該スクリュの基端から先端にかけて、順番に配置され、前記繊維引込部は、前記軸線に直交する方向に前記開口に対向し、前記軸体において、前記繊維引込部が形成される部分の径は、前記計量部が形成される部分の径及び前記繊維混練部が形成される部分の径よりも小さい。

【0018】

本発明の射出装置は、上述の可塑化装置と、前記バレルの先端に接続された排出部と、前記排出部が連結され、前記排出部を通して供給された、前記可塑化装置で溶融・混練された樹脂を射出する射出部と、を備える。

【0019】

本発明の成形装置は、上述の射出装置と、前記射出装置により前記樹脂が射出される金型を型締めする金型装置と、を備える。

【0020】

本発明の成形品の製造方法は、スクリュを収容するバレル内に、前記バレルの周壁部に形成された樹脂材供給口部から樹脂材を供給し、前記バレルの前記周壁部において前記樹脂材供給口部よりも前記バレルの先端側に形成され、前記バレル内に連通する開口を有する繊維供給口部から前記バレル内に連続繊維を供給し、前記繊維供給口部の前記バレルの軸方向に沿う最大長が、前記スクリュにおいて前記バレルの軸線に直交する方向に前記繊維供給口部の前記開口に対向する部分に設けられるフライトのピッチの１倍以上であって、かつ、２倍以下である。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、バレルの内孔内への強化繊維の引き込み量のばらつきの発生を防止できるので、強度、剛性等の物性が均一な成形品を製造可能な可塑化装置、射出装置、成形装置、及び、成形品の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る成形装置を一部切断して示す側面図。

【図2】同成形装置のバレルの繊維供給口部の近傍を、上下方向に沿って見た状態を示す平面図。

【図3】同バレルを、同バレルの軸線を通る断面に沿って切断した状態を示す断面図。

【図4】同バレル及びスクリュを、同軸線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。

【図5】同バレルを、同軸線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。

【図6】同バレル及び同スクリュを、一部切断して示す側面図。

【図7】上下方向に沿って同繊維供給口部を見た状態を示す平面図。

【図8】同バレル及び同スクリュを、同軸線に直交する断面に沿って切断した状態を示す断面図。

【図9】上下方向に沿って同繊維供給口部を見た状態を示す平面図。

【図10】同バレル及び同スクリュを、一部を切断した状態で示す断面図。

【図11】同バレルの変形例を示す平面図。

【図12】同バレルの変形例を示す平面図。

【図13】同バレルの変形例を示す平面図。

【図14】同バレルの変形例を示す平面図。

【図15】同バレルの変形例を示す平面図。

【図16】同バレルの変形例を示す平面図。

【図17】同バレルの変形例を示す平面図。

【図18】同バレルの変形例を示す断面図。

【図19】同バレルの変形例を示す断面図。

【図20】同成形装置の可塑化装置の変形例を、一部切断して示す側面図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の一実施形態に係る成形装置１０を、図１〜１９を用いて説明する。図１は、成形装置１０を一部切断して示す側面図である。図１に示すように、成形装置１０は、例えば、予備可塑化式射出成形装置である。

【0024】

成形装置１０は、例えば、射出装置２０、射出装置２０により射出された溶融樹脂を受ける金型組８０、金型組８０を型締めする型締装置９０、及び、制御装置１００を有している。

【0025】

ここで、成形装置１０に、上下方向Ｇ、及び、前後方向Ｌを設定する。重力が作用する方向を下方向として、上下方向Ｇを設定する。射出装置２０が金型組８０に向かう方向を前方向として、前後方向Ｌを設定する。

【0026】

射出装置２０は、樹脂材Ｍを溶融して溶融樹脂を形成し、この溶融樹脂に繊維Ｆを混練する可塑化部としての可塑化装置３０、及び、溶融樹脂を計量し、射出する射出部７０を有している。繊維Ｆは、強化繊維の一例である。

【0027】

可塑化装置３０は、樹脂材Ｍを溶融して可塑化し、かつ、溶融樹脂に強化材としての繊維Ｆを混練可能に構成されている。可塑化装置３０は、バレル４０、バレル４０の先端に接続された排出部４７、ホッパ部４６、バレル４０を加熱可能なヒータ４５、繊維Ｆ、バレル４０に収容されるスクリュ５０、及び、スクリュ５０を回転駆動するスクリュ駆動部６０を有している。

【0028】

バレル４０は、例えば、内孔４０aを形成する内部空間を周壁部４０ｄで囲った中空円筒体であり、内部にスクリュ５０を収容可能に形成されている。

【0029】

バレル４０は、長手方向先端を金型組８０側に向け、基端を金型組８０とは反対側となるスクリュ駆動部６０側に向け、かつ、長手方向に延びる軸線Ａ１が上下方向Ｇに直交する姿勢で、即ち軸線Ａ１が水平方向に平行となる姿勢で射出部７０に連結されている。

【0030】

バレル４０は、基端側の周壁部４０ｄに、樹脂材供給口部４１が形成されている。また、バレル４０は、先端と樹脂材供給口部４１との間の部分の周壁部４０ｄに、繊維供給口部４２が形成されている。

【0031】

樹脂材供給口部４１は、バレル４０の周壁部４０ｄの上部に形成されており、周壁部を軸線Ａ１の直交する方向に貫通している。樹脂材供給口部４１は、バレル４０内と外とを連通している。樹脂材供給口部４１には、樹脂材Ｍを貯留するホッパ部４６が設けられている。

【0032】

樹脂材Ｍは、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、またはＡＢＳ樹脂などの各種の熱可塑性樹脂である。また、樹脂材Ｍは、一例として、ペレット状に形成されている。他の例では、樹脂材Ｍは、連続する形状の樹脂材を、切断装置を用いてペレットと同等な長さに切断した状態のもので構成されてもよい。

【0033】

図２は、バレル４０の繊維供給口部４２の近傍を、上下方向Ｇに沿って見た状態を示す平面図である。言い換えると、図２は、バレル４０の繊維供給口部４２の近傍を、軸線Ａ１に直交する方向に沿って見た状態を示す平面図である。ここで、幅方向Ｗを設定する。繊維供給口部４２を上下方向Ｇに沿って見たときの軸線Ａ１に直交する方向を幅方向Ｗとする。図３は、バレル４０を、軸線Ａ１を通る断面に沿って切断した状態を示す断面図である。

【0034】

図２，３に示すように、繊維供給口部４２は、バレル４０の周壁部４０ｄの上部に形成されており、軸線Ａ１に直交する方向、言い換えると上下方向Ｇにバレル４０の周壁部を貫通している。繊維供給口部４２は、その貫通方向つまり軸線Ａ１に直交する方向に一定形状の断面を有している。

【0035】

すなわち、繊維供給口部４２の、バレル４０の外周面４０ｂに開口する第１の開口４３から、バレル４０の内孔４０ａ内に開口する第２の開口４４までの上下方向Ｇに直交する断面形状が、上下方向Ｇ（軸線Ａ１に直交する方向）に一定に形成されている。第１の開口４３は、バレル４０の外周面４０ｂとの交差する部分を示す。第２の開口４４は、バレル４０の内周面４０ｃとの交差する部分を示す。

【0036】

より具体的には、開口４３，４４は、上下方向Ｇに沿って見たときの平面形状が、同形状であり、かつ、同じ大きさである。さらに、第１の開口４３の中心と第２の開口４４の中心は、軸線Ａ１に直交する方向に並んで配置されている。

【0037】

繊維供給口部４２について、さらに具体的に説明する。繊維供給口部４２は、その内周面として、第１の内面４２ａ，第２の内面４２ｂ，第３の内面４２ｃ，及び、第４の内面４２ｄを有している。

【0038】

第１の内面４２ａは、バレル４０の軸方向に基端側に配置されており、軸線Ａ１に直交する平面に形成されている。第２の内面４２ｂは、バレル４０の軸方向に先端側に配置されており、軸方向に直交する平面に形成されている。

【0039】

第３の内面４２ｃは、繊維供給口部４２の貫通方向及び軸線Ａ１に平行な平面に形成されている。第４の内面４２ｄは、第３の内面４２ｃに対向し、第３の内面４２ｃに平行な平面に形成されている。

【0040】

第１の開口４３は、内面４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの外周面側の縁によって構成されている。第２の開口４４は、内面４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄのバレル４０の内孔４０ａ側の縁によって構成されている。

【0041】

繊維供給口部４２の第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１は、スクリュ５０の後述される繊維引込部５４に設けられるフライト５２のピッチＰの１倍以上であって、２倍以下のいずれかの長さに設定されている。すなわち、Ｌ１は、Ｐ≦Ｌ１≦２・Ｐとなる。繊維引込部５４は、スクリュ５０において、軸線Ａ１に直交する方向に第２の開口４４に対向する部分の一例である。

【0042】

なお、本実施形態では、繊維供給口部４２の第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１は、内面４２ｃ，４２ｄの軸線Ａ１に沿う長さとなる。さらに、第１の開口４３の軸線Ａ１に沿う長さもＬ１となる。

【0043】

図４は、バレル４０及びスクリュ５０を、軸線Ａ１に直交する断面に沿って切断した状態を、基端側であるスクリュ駆動部６０側から先端側に向かって見た断面図である。図４に示すように、スクリュ５０の回転方向ＲＤを矢印で示す。スクリュ５０は、後述するように、スクリュ５０の軸線Ａ２がバレル４０の軸線Ａ１と同軸に配置される。

【0044】

ここで、バレル４０内に、スクリュ５０の回転方向に基づいて、第１の範囲Ｒ１、及び、第２の範囲Ｒ２を設定する。第１の範囲Ｒ１は、スクリュ５０が下方に向かって回転する範囲とする。第２の範囲Ｒ２は、スクリュ５０が上方に向かって回転する範囲とする。

【0045】

第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う縁の少なくとも一方は、第１の範囲Ｒ１内に配置されている。言い換えると、本実施形態では、第２の開口４４の一部を形成する第３の内面４２ｃのバレル４０の内孔４０ａ側の縁４２ｅが、第１の範囲Ｒ１内に配置される。つまり、第３の内面４２ｃは、第１の範囲Ｒ１内に配置されている。

【0046】

また、第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う縁において、第１の範囲Ｒ１内に配置される縁４２ｅは、以下のように、位置が設定されている。図５は、第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う縁のうち、第１の範囲Ｒ１内に配置される縁４２ｅの位置を説明する図である。図５は、バレル４０の軸線Ａ１に直交する断面に沿って切断した状態を、基端側から先端側に向かって見た断面図である。

【0047】

図５に示すように、第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う縁において第１の範囲Ｒ１に配置される縁４２ｅは、バレル４０の内孔４０ａの内径をＲとすると、軸線Ａ１から幅方向Ｗに、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２を含み、これら位置Ｐ１，Ｐ２の間のいずれかの位置に配置される。言い換えると、縁４２ｅは、第１の位置Ｐ１、第２の位置Ｐ２、または、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の位置に配置される。

【0048】

第１の位置Ｐ１は、幅方向Ｗに、軸線Ａ１から距離√３／２・Ｒ離れた位置である。第２の位置Ｐ２は、幅方向に、軸線Ａ１から距離Ｒ離れた位置である。すなわち、第１の位置Ｐ１は、バレル４０の上端Ｐ４からスクリュ５０の回転方向に６０度の位置であり、第２の位置Ｐ２は、バレル４０の上端Ｐ４からスクリュ５０の回転方向に９０度の位置である。

【0049】

本実施形態では、第２の開口４４の幅方向Ｗの一端は、一例として、上下方向Ｇに沿って見た平面視において、軸線Ａ１から距離√３／２・Ｒの距離の第１の位置Ｐ１にある。

【0050】

第２の開口４４のうち、軸線Ａ１に沿う他方の縁４２ｆは、本実施形態では、例えば、第２の範囲Ｒ２内に配置されている。言い換えると、繊維供給口部４２の第４の内面４２ｄは、第２の範囲Ｒ２内に配置されている。

【0051】

排出部４７は、バレル４０の先端に接続されている。排出部４７は、バレル４０の先端に連続する縮径する円錐状部、及び、この円錐状部に連続する下方に屈曲する曲管部を有している。排出部４７は、内部を、上述の、繊維Ｆを含む溶融樹脂が流動可能に形成されている。

【0052】

ヒータ４５は、図１に示すように、バレル４０の外周面４０ｂに設けられている。ヒータ４５は、例えば、電流が供給されることにより加熱する。

【0053】

繊維Ｆは、例えばボビン等に巻回された状態で、繊維供給口部４２の上方に設置されている。

【0054】

スクリュ５０は、バレル４０内に回転可能に収容されている。図６は、バレル４０及びスクリュ５０を、一部を切断して示す側面図である。図６に示すように、スクリュ５０は、軸体５１、及び、軸体５１の外周面に螺旋状に形成されるフライト５２を有している。スクリュ５０は、軸体５１の軸線Ａ２が、バレル４０の軸線Ａ１と同軸に配置されている。

【0055】

また、スクリュ５０は、樹脂材溶融部５３、繊維引込部５４、及び、繊維混練部５５を有している。樹脂材溶融部５３、繊維引込部５４、及び、繊維混練部５５は、スクリュ５０においてスクリュ駆動部６０に連結される基端から先端にかけて、順番に形成されている。

【0056】

樹脂材溶融部５３は、供給部５３ａ，圧縮部５３ｂ、及び、計量部５３ｃを有している。供給部５３ａ，圧縮部５３ｂ、及び、計量部５３ｃは、スクリュ５０の基端から先端に向かって順番に形成されている。

【0057】

供給部５３ａの軸体５１は、円柱形状に形成されている。圧縮部５３ｂの軸体５１は、先端側に向かって広径する円錐形状に形成されている。圧縮部５３ｂの軸体５１の円錐形状は、樹脂材Ｍが溶融することによる体積の減少に伴い、軸体５１とバレル４０の内周面４０ｃとの間の隙間を小さくするべく、考慮されて形成されている。

【0058】

計量部５３ｃの軸体５１は、供給部５３ａの軸体５１の径よりも大径な円柱形状に形成されている。計量部５３ｃの軸体５１は、圧縮部５３ｂの軸体５１の一端と同径の円柱形状に形成されている。

【0059】

繊維引込部５４は、スクリュ５０において、軸線Ａ２に直交する方向に、繊維供給口部４２に対向する位置に形成されている。繊維引込部５４の軸体５１は、計量部５３ｃよりも小径な円柱形状に形成されている。

【0060】

繊維引込部５４と計量部５３ｃとの境部Ｐ３は、軸線Ａ２に直交する方向に、第２の開口４４の基端側の縁つまり第１の内面４２ａのバレル４０の内周面側の縁に対向する位置を含んでバレル４０の基端側に配置されればよい。本実施形態では、一例として、境部Ｐ３は、軸線Ａ２に直交する方向に、第２の開口４４の第１の内面４２ａの内周面側の縁に対向している。

【0061】

繊維引込部５４は、繊維Ｆの溶融樹脂への巻き込みが十分に達成可能な長さを有している。ここで、繊維引込部５４の軸線Ａ２に沿う長さＬ２について説明する。繊維Ｆは、その先端Ｆ１が、スクリュ５０の回転方向に上端Ｐ４を基点に９０度から１８０度の範囲で、溶融樹脂への巻き込みが開始される。この為繊維Ｆの溶融樹脂への巻き込みは、繊維引込部５４において、軸線Ａ２に直交する方向に第２の開口４４の先端側の部分で、開始されることとなる。

【0062】

繊維Ｆの溶融樹脂への巻き込みが開始されてから、少なくともスクリュ５０が１回転すると、繊維Ｆの溶融樹脂への巻き込みは、十分に達成される。即ち、繊維引込部５４が、繊維Ｆの溶融樹脂への巻き込みが開始される位置からさらにフライト５２の１ピッチＰの長さを有すると、繊維Ｆの溶融樹脂へ巻き込みが十分に達成されることとなる。

【0063】

この為、繊維引込部５４の軸線Ａ２に沿う長さＬ２は、Ｌ２＝（第２の開口４４の軸線Ａ１に基端側の縁の繊維引込部５４内へのずれ込み長さＬ３）＋（第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１）＋（フライト５２の１ピッチの長さＰ）となる。

【0064】

第２の開口４４の軸線Ａ１に基端側の縁の繊維引込部５４内へのずれ込み長さＬ３は、上述のように、軸線Ａ２に直交する方向に見たときに、第２の開口４４の軸線Ａ１に基端側の縁が繊維引込部５４内へずれ込む長さである。本実施形態では、境部Ｐ３は、軸線Ａ２の直交する方向に第２の開口４４の第１の内面４２ａのバレル４０の内周面側の縁に対向している。この為、ずれ込み長さＬ３は、Ｌ３＝０となる。言い換えると、第２の開口４４を通してバレル４０内を見たとき、計量部５３ｃが第２の開口４４内にずれ込まないこととなる。

【0065】

この為、本実施形態では、繊維引込部５４の軸線Ａ２に沿う長さＬ２は、Ｌ２＝（Ｌ１＋Ｐ）となる。

【0066】

繊維混練部５５は、円錐部５５ａ、及び、本体部５５ｂを有している。円錐部５５ａの軸体５１は、繊維引込部５４の軸体５１に連続して形成されている。円錐部５５ａの軸体５１は、スクリュ５０の先端に向かうにつれて広径する円錐状に形成されている。

【0067】

本体部５５ｂの軸体５１は、円錐部５５ａの軸体５１に連続して形成されている。本体部５５ｂの軸体５１の径は、繊維引込部５４の軸体５１の径よりも大径に形成されている。本実施形態では、一例として、本体部５５ｂの軸体５１の径は、計量部５３ｃの軸体５１と同径に形成されている。

【0068】

フライト５２は、上述のように、軸体５１の外周面に、螺旋状に形成されている。フライト５２は、少なくとも、繊維引込部５４に設けられる部分が、等ピッチで形成されている。本実施形態では、一例として、フライト５２は、全体的に、軸体５１の外周面に螺旋状にピッチＰで形成されている。フライト５２の径は、一例として一定である。フライト５２は、バレル４０の内周面との間に、回転時に接触しないだけのわずかな隙間を有している。

【0069】

スクリュ駆動部６０は、図１に示すように、スクリュ５０の基端が固定されている。スクリュ駆動部６０は、スクリュ５０を当該スクリュ５０の軸線Ａ２回りに回転可能に構成されている。スクリュ駆動部６０は、例えば、電動モータを有しており、電動モータの回転により、スクリュ５０を回転する。

【0070】

射出部７０は、可塑化装置３０で可塑化され、内部に繊維Ｆを含む溶融樹脂を射出可能に構成されている。射出部７０は、射出シリンダ７１、射出シリンダ７１内に収容される射出プランジャ７２、射出部７０を金型組８０に対して前後方向Ｌに進退動作させる進退駆動部７３、射出プランジャ７２を前後動作させるプランジャ駆動部７４、及び、ヒータ４５を有している。

【0071】

射出シリンダ７１は、例えば円筒形状に形成されており、内部に収容空間７１ａを有している。射出シリンダ７１の先端部は、バレル４０の排出部４７が連結されている。収容空間７１ａは、排出部４７と連通している。

【0072】

また、射出シリンダ７１は、その先端部に吐出部７１ｂが形成されている。吐出部７１ｂは、ノズル形状に形成されている。吐出部７１ｂは、繊維Ｆを含む溶融樹脂が流動可能に形成されている。

【0073】

射出プランジャ７２は、収容空間７１ａ内に収容されている。射出プランジャ７２は、収容空間７１ａ内を、射出シリンダ７１の軸線に沿って移動可能に形成されている。また、射出プランジャ７２は、繊維Ｆを含む溶融樹脂を押し出し可能に形成されている。

【0074】

進退駆動部７３は、例えば射出シリンダ７１に固定されており、射出シリンダ７１を金型組８０に近づく方向、及び、離れる方向に沿って前後方向Ｌに移動可能に構成されている。進退駆動部７３は、例えば、ボールねじ装置７３ａ、及び、ボールねじ装置７３ａのねじ部７３ｂを回転する駆動部７３ｃを有している。ボールねじ装置７３ａのナット部７３ｄは、射出シリンダ７１に固定されている。

【0075】

駆動部７３ｃによりねじ部７３ｂが回転されると、射出部７０が前後方向Ｌに移動される。

【0076】

ヒータ４５は、射出シリンダ７１の外周面に設けられている。

【0077】

金型組８０は、固定金型８１、及び、移動金型８２を有している。固定金型８１と移動金型８２とが組み合わさることにより、内部に、成形品を形成するキャビティ８３が形成される。固定金型８１には、射出シリンダ７１の吐出部７１ｂから射出された溶融樹脂が通る貫通孔８４が形成されている。

【0078】

型締装置９０は、固定プラテン９１、移動プラテン９２、一端を移動プラテン９２に連結されたトグル機構９３、トグル機構９３の他端が連結されたリンクハウジング９５、一端が固定プラテン９１に取り付けられ、他端がリンクハウジング９５に取り付けられたタイバー９６、及び、リンクハウジング９５に設けられたトグル機構９３を駆動して型締を行わせる型締駆動部９４を有している。

【0079】

固定プラテン９１には、固定金型８１が固定されている。移動プラテン９２には、移動金型８２が固定されている。トグル機構９３は、金型組８０の開閉、つまり、固定金型８１に対して移動金型８２が開閉するように移動プラテン９２を移動可能に構成されている。

【0080】

制御装置１００は、例えば、ヒータ４５、ホッパ部４６、スクリュ駆動部６０、駆動部７３ｃ、プランジャ駆動部７４、及び、型締駆動部９４を制御可能に構成されている。

【0081】

具体的には、制御装置１００は、ヒータ４５を加熱することにより、バレル４０の温度制御を可能に構成されている。また、制御装置１００は、ホッパ部４６を制御することにより、樹脂材Ｍの供給量の制御を可能に構成されている。

【0082】

また、制御装置１００は、スクリュ駆動部６０を制御することにより、スクリュ５０の回転を制御可能に構成されている。また、制御装置１００は、駆動部７３ｃを制御することにより、射出部７０の進退動作を制御可能に構成されている。また、制御装置１００は、プランジャ駆動部７４を制御することにより、射出プランジャ７２の射出シリンダ７１内での進退動作を制御可能に構成されている。

【0083】

次に、繊維供給口部４２の第２の開口４４を通して見えるスクリュ５０のフライト５２について説明する。なお、ここで言う、見えるとは、バレル４０内に樹脂材Ｍが供給されていない状態において見えることを示している。

【0084】

図７は、上下方向Ｇに沿って繊維供給口部４２を見た状態を示す平面図である。図７では、スクリュ５０が回転することによって繊維供給口部４２内を移動するフライト５２が、見かけ上、バレル４０の先端側に移動する様子が（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）の順番で示されている。

【0085】

ここで、説明の為、軸線Ａ１に平行な仮想線Ｖ１を設定する。仮想線Ｖ１は、繊維供給口部４２内の任意の位置に配置されている。図７に示す平面視において、仮想線Ｖ１とフライト５２との交点を、交点Ｐ５とする。

【0086】

交点Ｐ５は、スクリュ５０が回転することによって、図７の（ａ）に示すようにバレル４０の基端側から、図７の（ｄ）に示すように、見掛け上、バレル４０の先端に向かって進む。

【0087】

さらに、図７に（ｅ）に示すように、フライト５２が見かけ上先端側に進むことによって、交点Ｐ５が第２の開口４４の先端側の縁、言い換えると、繊維供給口部４２の第２の内面４２ｂより先端側に移動することにより、第２の開口４４を通して見えなくなる。

【0088】

しかしながら、繊維供給口部４２の軸線Ａ１に沿う長さＬ１が、Ｐ≦Ｌ１≦２Ｐであることによって、フライト５２において、仮想線Ｖ１上においてバレル４０の基端側の部分が第２の開口４４を通して現れる為、このバレル４０において基端側の部分と仮想線Ｖ１との交点Ｐ５が新たに現れることとなる。つまり、常に交点Ｐ５は、第２の開口４４を通して、見える状態となる。

【0089】

スクリュ５０がさらに回転することによって、新たに現れた交点Ｐ５が、図７の（ｆ）に示すように、見掛け上、バレル４０の先端側に進む。このように、繊維供給口部４２のバレル４０の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１が、Ｐ≦Ｌ１≦２Ｐであることによって、交点Ｐ５は、常に、第２の開口４４を通して見えることとなる。

【0090】

なお、図７に示される仮想線Ｖ１の位置は、一例である。仮想線Ｖ１は、第２の開口４４の幅方向Ｗのいずれの位置に設定されても、交点Ｐ５は、常に、第２の開口４４を通して見える状態となる。

【0091】

以下、成形装置１０の動作の一例について説明する。制御装置１００は、ヒータ４５を駆動してバレル４０を加熱する。バレル４０の温度は温度センサなどにより検出され、制御装置１００へと送られる。

【0092】

制御装置１００は、バレル４０の温度が所定値まで上昇した後に、ホッパ部４６を作動させて、樹脂材供給口部４１を通してペレット状の樹脂材Ｍをバレル４０内に供給する。

【0093】

さらに、制御装置１００は、スクリュ駆動部６０を制御して、スクリュ５０を回転駆動させる。スクリュ５０が回転されることにより、樹脂材Ｍは、スクリュ５０の供給部５３ａから圧縮部５３ｂに移動する。さらに、樹脂材Ｍは、ヒータ４５による加熱により、圧縮部５３ｂで溶融されて溶融樹脂となり、計量部５３ｃに送られる。

【0094】

溶融樹脂は、バレル４０の内周面とフライト５２とによって規定される螺旋状の空間内を、スクリュ５０の回転にしたがって、排出部４７に向かって移送される。

【0095】

次に、溶融樹脂が繊維引込部５４に到達するタイミングで、繊維Ｆを供給する。強化繊維の供給方法としては、例えば、制御装置１００により、自動的に行われてもよい。この一例としては、制御装置１００の制御により繊維Ｆが巻回されるボビン等を回転することにより、繊維Ｆを繊維供給口部４２に垂らしてもよい。または、作業者により、強化繊維を繊維供給口部４２に垂らしてもよい。

【0096】

図８は、バレル４０及びスクリュ５０を、軸線Ａ１に直交する断面に沿って切断した状態を、基端側から先端側に向かって見た断面図である。図８は、繊維Ｆの先端Ｆ１が繊維供給口部４２を通してバレル４０内に供給された状態を示している。図８に示すように、繊維Ｆの先端Ｆ１は、スクリュ５０の上端Ｐ４、または、上端Ｐ４の近傍に垂らされることが好ましい。言い換えると、ボビン等に巻回された繊維Ｆは、繊維Ｆが垂らされたときに、その先端Ｆ１がスクリュ５０の上端Ｐ４、または、上端Ｐ４の近傍に垂らされる位置に、配置されている。

【0097】

繊維Ｆの先端Ｆ１が、上端Ｐ４または上端Ｐ４の近傍に垂らされ、軸線Ａ２方向に隣り合うフライト５２間の溶融樹脂の表面に触れると、繊維Ｆが溶融樹脂内に入り込む。そして、先端Ｆ１が、スクリュ５０の回転に沿って螺旋状に流動する溶融樹脂の流れに巻き込まれることにより、繊維Ｆ４０が繊維供給口部４２を通してバレル４０内に引き込まれる。

【0098】

図９は、上下方向Ｇに沿って、繊維供給口部４２を見た状態を示す平面図である。図９は、繊維Ｆの先端Ｆ１が溶融樹脂に巻き込まれて、溶融樹脂の移送に伴って移動する状態を示している。

【0099】

なお、繊維Ｆの先端Ｆ１の位置は、溶融樹脂に巻き込まれることにより、バレル４０内を、図８に示すように、スクリュ５０の回転に伴って、第１の領域Ｘ１、第２の領域Ｘ２、第３の領域Ｘ３、第４の領域Ｘ４の順番に進む。

【0100】

第１の領域Ｘ１は、バレル４０の上端Ｐ４を基点として、スクリュ５０の回転方向に９０度までの範囲である。即ち、第１の領域Ｘ１は、上端Ｐ４を０度として、０度以上であって９０度未満の範囲である。

【0101】

第２の領域Ｘ２は、上端Ｐ４を基点として、スクリュ５０の回転方向に、９０度以上であって１８０度未満の範囲である。第３の領域Ｘ３は、上端Ｐ４を基点として、スクリュ５０の回転方向に、１８０度以上であって、２７０度未満の範囲である。第４の領域Ｘ４は、上端Ｐ４を基点として、スクリュ５０の回転方向に、２７０度以上であって０度未満の範囲である。

【0102】

図１０は、バレル４０及びスクリュ５０を、一部を切断した状態で示す断面図である。図１０は、繊維Ｆがバレル４０内に引き込まれている状態を示している。図９，１０に示すように、繊維Ｆにおいて先端Ｆ１以降の部分は、第１の領域Ｘ１内では、溶融樹脂上に乗り、フライト５２に支持されることによって、溶融樹脂上での姿勢が安定化される。

【0103】

また、第２の開口４４のバレル４０の軸線Ａ１に沿う長さＬ１が、Ｐ≦Ｌ１≦２・Ｐであることによって、上述の図７を用いて説明した通り、繊維Ｆが供給される点を通り軸線Ａ１に平行な線上には、常に、フライト５２が現れる。

【0104】

この為、スクリュ５０の回転に伴って繊維Ｆが引き込まれても、繊維Ｆは、常にフライト５２上に乗ることによってフライト５２により支持され、領域Ｘ１，Ｘ２での姿勢が図９，１０に示されるように、定まった姿勢となる。

【0105】

領域Ｘ１，Ｘ２内での繊維Ｆの姿勢が常に一定であることによって、スクリュ５０の回転に伴う単位時間当たりの繊維Ｆのバレル４０内への引き込み量は、常に一定となる。

【0106】

繊維Ｆは、第１の領域Ｘ１から第２の領域Ｘ２に入り込むことにより、幅方向中心に向かって引き込まれるようになる。すなわち、繊維Ｆは、第２の領域以降に進むことによって、溶融樹脂内に巻き込まれるようになる。

【0107】

また、繊維Ｆは、第２の領域Ｘ２から第３の領域Ｘ３に進む際に、その巻き込み方向が、下方へ向かう巻き込み方向から上方へ向かう巻き込み方向へと変化する。この際、繊維Ｆは、図１０に示すように、フライト５２のエッジ５２ａに強固に引っかかるようになる。

【0108】

この為、スクリュ５０の回転に対して繊維Ｆが滑ることが防止されるので、バレル４０内への単位時間当たりの繊維Ｆの引き込み量がより一層安定する。

【0109】

バレル４０内に引き込まれた繊維Ｆは、繊維引込部５４から繊維混練部５５に進むと、フライト５２によって切断され、溶融樹脂内に混練される。また、繊維混練部５５によって、移送される溶融樹脂が計量される。

【0110】

計量された溶融樹脂は、排出部４７を通して、射出部７０の射出シリンダ７１内に送られる。

【0111】

制御装置１００は、繊維Ｆが混練された溶融樹脂が射出シリンダ７１内に送られると、
型締駆動部９４を駆動してトグル機構９３を介して移動プラテン９２を移動することにより、金型組８０を閉じる。

【0112】

次いで、制御装置１００は、進退駆動部７３を駆動して、射出部７０を金型組８０に近接させ、吐出部５１ｂが金型組８０のキャビティ８３に連通する位置に射出部７０を移動する。

【0113】

次に、制御装置１００は、所定のタイミングで射出部７０のプランジャ駆動部７４を駆動して射出プランジャ７２を前進動作させることによって、射出シリンダ７１内の溶融樹脂を、貫通孔８４を通して金型組８０内に射出する。

【0114】

制御装置１００は、射出動作が終了した後、成形が完了した所定のタイミングで型締駆動部６４を駆動して金型組８０を開く。

【0115】

次に、制御装置１００は、進退駆動部７３を制御することによって、射出部７０を金型組８０から退避させる。

【0116】

以上により射出成形の１サイクルの動作が完了する。連続して射出成形を行う場合は、制御装置１００は、進退駆動部７３を駆動して射出部７０を金型組８０に近接させ、吐出部５１ｂが金型組８０のキャビティ８３に連通する位置まで射出部７０を移動することと、連続した射出成形動作の終了時に進退駆動部７３を駆動して射出部７０を金型組８０から退避させることを、それぞれ一回だけ行う。

【0117】

これ以外の他の動作である、金型組８０に対する型締動作、溶融樹脂の射出動作（射出充填動作及び保圧動作）、冷却動作（成形固化動作）、金型組８０に対する型開動作、成形品の取り出し動作、材料の計量動作は、連続的に繰り返し行われる
このように構成される成形装置１０では、繊維供給口部４２の第２の開口４４の、バレル４０の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１が、Ｌ１＝Ｐ≦Ｌ１≦２・Ｐに設定されている。この為、繊維Ｆは、常にフライト５２上に乗ることによってフライト５２により支持され、領域Ｘ１，Ｘ２での姿勢が図９，１０に示されるように、定まった姿勢となる。繊維Ｆの姿勢が常に一定であることによって、スクリュ５０の回転に伴う単位時間当たりの繊維Ｆのバレル４０内への引き込み量は、常に一定となる。

【0118】

この為、溶融樹脂に含まれる繊維Ｆの量を均一にすることができるので、強度や剛性等の物性が均一な成形品を形成することができる。

【0119】

さらに、Ｌ１≦２・Ｐとすることによって、上述の効果を得つつ、バレル４０の軸線Ａ１に沿う長さが冗長化することを防止できる。さらに、Ｌ１≦２・Ｐとすることによって、第２の開口４４自体の長さの冗長化を防止できる為、繊維Ｆがバレル４０内に引き込まれる際の外乱の発生を防止できる。外乱とは、例えば、第２の開口４４が大きくなることに起因して溶融樹脂の温度が低下し、それゆえ、溶融樹脂の物性が変化する事等がある。

【0120】

また、繊維供給口部４２の第２の開口４４において、幅方向Ｗの一端が、スクリュ５０が下方に向かって回転する範囲となる第１の範囲Ｒ１内において、第１の位置Ｐ１に配置されることによって、繊維Ｆが第２の開口４４の幅方向Ｗの一端の縁に接触することを防止できる。

【0121】

具体的に説明すると、繊維Ｆは、スクリュ５０の回転によって、幅方向Ｗに外側に移動する。このとき、繊維Ｆが第２の開口４４の幅方向一端の縁に接触するおそれがある。

【0122】

しかしながら、第２の開口４４の幅方向一端が、第１の位置Ｐ１にあることによって、繊維Ｆが、幅方向Ｗに外側まで移動しても、第２の開口４４の縁に接触することが防止される。

【0123】

同様に、第２の開口４４の幅方向一端の縁が、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間、または、第２の位置Ｐ２にあっても、繊維Ｆが第２の開口４４の幅方向Ｗの一端の縁に接触することを防止できる。

【0124】

また、スクリュ５０の繊維引込部５４の軸体５１の径は、計量部５３ｃの軸体５１の径及び繊維混練部５５の径よりも小さい。この為、繊維Ｆをスクリュ５０の周囲の溶融樹脂に巻き込む為に必要な繊維の長さを短くできる。この為、スクリュ５０の回転量に対する巻き込み量の割合を大きくすることができるので、繊維Ｆを効率よく溶融樹脂に巻き込むことができる。

【0125】

さらに、また、スクリュ５０の繊維引込部５４の軸体５１の径は、計量部５３ｃの軸体５１の径及び繊維混練部５５の径よりも小さいことによって、繊維引込部５４では、溶融樹脂に対するフライト５２の高さが、スクリュ５０の他の部位に対して高くなる。

【0126】

繊維Ｆは、スクリュ５０の回転が下方に向かう回転から上方に向かう回転に変化するとき、即ち、第３の領域Ｒ３から第４の領域Ｒ４に入り込むときに、フライト５２のエッジ５２ａと溶融樹脂との間に形成される段差部に入り込む。

【0127】

上述のように、繊維引込部５４では溶融樹脂に対するフライト５２の高さが高くなることによって、フライト５２のエッジ５２ａと溶融樹脂との間に設けられる段差部が大きくなるので、この段差部における繊維Ｆの保持力が大きくすることができる。

【0128】

また、計量部５３ｃは、軸線Ａ２に直交する方向に第２の開口４４を見たときに、第２の開口４４内に位置していない。これにより、繊維Ｆが樹脂材溶融部５３に供給されることを防止できる。

【0129】

樹脂材溶融部５３では、樹脂材Ｍの溶融・混練が行われるため、樹脂材Ｍの粘度が高い。樹脂材溶融部５３に繊維Ｆが供給された場合、樹脂材Ｍの粘度が高いことから、繊維Ｆがせん断力を受け、細かく切断され、繊維Ｆが所定の長さ（寸法）を維持することができない場合がある。

【0130】

この場合、繊維Ｆの寸法が小さくなりすぎ、強化材としての機能を十分に発揮できない虞がある。成形装置１０では、上述したように、繊維Ｆが樹脂材溶融部５３に入り込むことは無いため、繊維Ｆが必要以上に細かく切断されることはなく、繊維Ｆを所定の長さに保つことが可能であり、繊維Ｆは強化材としての機能を十分に発揮することが可能である。

【0131】

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。また、各部の具体的構成や、各工程における具体的な制御手順等は、上記実施形態に例示したものに限られるものではなく適宜変更可能である。さらに、上記実施形態の構成要件のうち一部を省略しても本発明を実現可能である。

【0132】

樹脂材供給口部４１から供給される樹脂材Ｍの形状はペレット状に限定されない。樹脂材Ｍの形状は、例えば粉末状、粒状、チップ状等、他の形状であってもよい。

【0133】

また、繊維Ｆとして、炭素繊維、ガラス繊維に限らない。繊維Ｆは、例えば、アラミド繊維、ボロン繊維、ポリエチレン繊維、等、他の材料から構成されても良い。

【0134】

また、本実施形態では、繊維供給口部４２の第２の開口４４の幅方向Ｗの一端は、一例として、バレル４０を上下方向Ｇに沿って見た平面視において、第１の位置Ｐ１である、軸線Ａ１から距離√３／２・Ｒの距離の位置にある。

【0135】

変形例としては、図１１に示すように、第２の開口４４の幅方向Ｗの一端の縁４２ｅは、上下方向Ｇに沿って見た平面視において、第２の位置Ｐ２である、軸線Ａ１から距離Ｒの位置にあってもよい。または、図１２に示すように、第２の開口４４の幅方向Ｗの一端の縁４２ｅは、上下方向Ｇに沿って見た平面視において、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の位置にあってもよい。

【0136】

また、本実施形態では、繊維供給口部４２の第２の開口４４の幅方向Ｗの他端の縁４２ｆは、第１の範囲Ｒ１内にある。他の例としては、第２の開口４４の幅方向Ｗの他端の縁４２ｆは、図１３に示すように、第２の範囲Ｒ２内にあってもよい。また、第２の開口４４の幅方向Ｗの他端は、図１４に示すように、上下方向Ｇに沿って見た平面視において、軸線Ａ１から距離√３／２・Ｒ及び距離Ｒを含み、これら２つの距離間に配置されてもよい。

【0137】

また、本実施形態では、繊維供給口部４２は、軸線Ａ１に直交する方向に見た平面視で、第１の開口４３及び第２の開口４４が矩形となる形状を有している。なお、開口４３，４４の形状は、矩形に限定されない。他の例としては、繊維供給口部４２は、軸線Ａ１に直交する方向に沿って見た平面視で、図１５に示すように、第１の開口４３及び第２の開口４４が台形となる形状に形成されてもよい。または、図１６に示すように、繊維供給口部４２は、例えば、軸線Ａ１に直交する方向に沿って見た平面視で、第１の開口４３及び第２の開口４４が円となる形状に形成されてもよい。

【0138】

このように、繊維供給口部４２の第１の開口４３及び第２の開口４４がバレル４０の軸線Ａ１に直交する方向に見た平面視で、矩形以外の形状であっても、第２の開口４４のバレル４０の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１が、Ｐ≦Ｌ１≦２・Ｐであり、かつ、スクリュ５０の回転方向が下方向となる第１の範囲Ｒ１内に配置される第２の開口４４の幅方向Ｗの一端が、上下方向Ｇに沿って見た平面視で、軸線Ａ１から距離√３／２・Ｒの位置及び軸線Ａ１から距離Ｒの位置を含むこれら２つの位置の間にあれば良い。

【0139】

また、本実施形態では、繊維供給口部４２は、バレル４０の軸線Ａ１に直交する方向にその断面が一定に形成されている。すなわち、繊維供給口部４２の第１の開口４３及び第２の開口４４は、同形状であって同じ大きさを有している。さらに、第１の開口４３の縁と第２の開口４４の縁とが、軸線Ａ１に直交する方向に重なるように、互いが配置されている。

【0140】

他の例としては、繊維供給口部４２の第１の開口４３と第２の開口４４とが、互いに異なる形状であってもよい。または、同じ形状であって、異なる大きさであってもよい。または、同じ形状であってかつ同じ大きさであり、それぞれの中心が軸線Ａ１に直交する方向に重ならず、ずれて配置されてもよい。

【0141】

繊維供給口部４２がこのような形状であっても、第２の開口４４のバレル４０の軸線Ａ１に沿う最大長さＬ１が、Ｐ≦Ｌ１≦２・Ｐであり、かつ、スクリュ５０の回転方向が下方向となる第１の範囲Ｒ１内に配置される第２の開口４４の幅方向Ｗの一端が、上下方向Ｇに沿って見た平面視で、軸線Ａ１から距離√３／２・Ｒの位置及び軸線Ａ１から距離Ｒの位置を含むこれら２つの位置の間にあれば良い。

【0142】

図１７〜１９は、繊維供給口部４２は、上記の他の例の一例を示している。図１７は、第１の開口４３と第２の開口４４とが互いに同形状であり、かつ、大きさが異なる繊維供給口部４２を、バレル４０の軸線Ａ１に直交する方向に見た状態を示す平面図である。

【0143】

図１８は、図１７に示すバレル４０及びスクリュ５０を示す、軸線Ａ１に沿う断面図である。図１９は、図１７に示すバレル４０及びスクリュ５０を示す、軸線Ａ１に直交する断面に沿って切断した状態を基端側から先端側に向かって見た断面図である。

【0144】

図１７〜１９に示すように、第１の開口４３及び第２の開口４４は、矩形である。第１の開口４３は、第２の開口４４より大きい。第１の開口４３の中心と第２の開口４４の中心とは、軸線Ａ１に直交する方向に重なって配置されている。言い換えると、第１の開口４３は、第２の開口４４に同軸に配置されている。この為、内面４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、いずれも、軸線Ａ１に直交する方向に対して傾斜する傾斜面に形成されている。第２の開口４４の軸線Ａ１に沿う長さＬ１は、Ｐ≦Ｌ１≦２・Ｐとなっている。

【0145】

また、図２０は、可塑化装置３０の変形例を示す、成形装置１０の側面図である。図２０に示すように、可塑化装置３０は、バレル４０の軸線Ａ１が、水平方向に平行となる姿勢でははく、水平方向に対して傾斜する構造であってもよい、具体的には、バレル４０が、その軸線Ａ１が、水平方向に対して傾斜し、それゆえ、側面視で、射出部７０とＶ字形状を構成するで、射出部７０に連結されてもよい。

【0146】

このように、バレル４０をその軸線Ａ１が水平方向に対して傾斜し、側面視で、射出部７０の射出シリンダ７１とともにＶ字形状を形成する構造によって、排出部４７を直角な形状とすることがない。

【0147】

排出部４７が直角な形状であると、排出部４７内での溶融樹脂の流れの抵抗が大きくなるとともに、排出部４７に溶融樹脂の滞留が発生しやすくなる場合がある。しかしながら、図２０に示す変形のように、排出部４７を直角な形状とすることがないことによって、排出部４７内での、強化繊維である繊維Ｆを含む溶融樹脂の流動性を向上できる。

【符号の説明】

【0148】

１０…成形装置、２０…射出装置、３０…可塑化装置、４０…バレル、４０ｄ…周壁部、４１…樹脂材供給口部、４２…繊維供給口部、４４…第２の開口（開口）、５０…スクリュ、５１…軸体、５２…フライト、５３ａ…供給部、５３ｂ…圧縮部、５３ｃ…計量部、５４…繊維引込部、５５…繊維混練部、７０…射出部。

【図5】

【図12】

【図13】

【図15】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図14】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】